שדות מגנטיים מותאמים אישית באזורים בלתי נגישים

קבוצת עבודה ספרדית מצאה דרך לייצר שדה מגנטי מוגבל במרחב במרחק מהמקור. הצוות סביב רוזה מאך-באטל מאוניברסיטת אוטונומה דה ברצלונה משתמש בגלילי חוטים מסודרים, נושאי זרם, היוצרים מטא-חומר מגנטי. השליטה במגנטיות, החיונית למגוון רחב של טכנולוגיות, נפגעת מחוסר האפשרות להשיג את המקסימום שדה מגנטי במרחב פנוי. כאן החוקרים מציעים אסטרטגיה המבוססת על שלילי חֲדִירוּת מבוסס להתגבר על מגבלה קשה זו. הם מדגימים בניסוי שחומר מגנטי פעיל יכול לחקות את שדה חוט חשמלי ישר למרחק. האסטרטגיה שלהם מובילה למיקוד חסר תקדים של שדות מגנטיים בחלל ריק ומאפשר מחיקה מרחוק של מקורות מגנטיים, מה שפותח דרך לתפעל שדות מגנטיים באזורים בלתי נגישים. PhysRevLett https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.177204

מקור תמונה: Pixabay

התוצאות שלהם פותחות דרך חדשה לשלוט בשדות מגנטיים מרחוק, עם יישומים טכנולוגיים פוטנציאליים. לדוגמא, מספר גדול של מיקרו-רובוטים וחלקיקים מיקרו או ננו פונקציונליים מועברים ומופעלים בעזרת שדות מגנטיים. הם יכולים לבצע הובלת תרופות ושחרור סמים מבוקר, התערבויות תוך עיניות ברשתית או אפילו השתלות תאי גזע. עם זאת, ידוע כי הירידה המהירה בכוח השדה עם עומק המטרה בגוף מגבילה מאוד את ההתפתחות הקלינית של חלק מהמכשירים הללו. דוגמה נוספת היא גירוי מגנטי על-גולגולתי, המשתמש בשדות מגנטיים כדי לווסת את הפעילות העצבית של חולים עם פתולוגיות שונות. למרות הצלחתו, גירוי מגנטי על-גולגולתי סובל ממוקד מוגבל מכיוון שהוא אינו מסוגל לעורר אזורים ספציפיים. התוצאות שהושגו עשויות להועיל לשתי הטכנולוגיות, מכיוון שהן מאפשרות יישור מרחבי מדויק של שדות מגנטיים בעומק הרצוי בגוף.

ביישומים ספציפיים, עם זאת, יש לקחת בחשבון שהאזור שבין חומר החומר להעתק יהיה חשוף לשדות מגנטיים חזקים. תחום יישום נוסף הוא לכידת אטומים, אשר, בהתאם למצבם, יכולים להילכד במינימום שדות מגנטיים (Finder בשדה נמוך) או Maxima (Finder בשדה גבוה). מכיוון שמשפטו של ארנשו אסור למקסימום מקומי, דורשי שדה גבוה נתפסים בדרך כלל בנקודת האוכף של פוטנציאל מגנטי המשתנה לאורך זמן. עם זאת, מלכודות מגנטיות דינמיות אלה רדודות מאוד בהשוואה למלכודות עבור עיניות בשדה נמוך. על ידי חיקוי של מקור מגנטי למרחוק, ניתן ליצור נופים פוטנציאליים מגנטיים עם שיפועים גבוהים יותר במיקום היעד הרצוי, וכתוצאה מכך מלכודות צפופות יותר. לסיכום, התוצאות שלנו מראות כי קליפה עם חדירות שלילית יכולה לחקות ולבטל מקורות מגנטיים בתוך מֶרְחָק. יכולת זו לתמרן מרחוק שדות מגנטיים תאפשר גם התקדמות של טכנולוגיות קיימות וגם יישומים חדשים שעלולים להתאים שדות מגנטיים באזורים בלתי נגישים.