Metamaterial para mejorar los campos magnéticos.

El profesor de la Universidad de Duke (Durham, Carolina del Norte, EE. UU.) Yaroslav Urzhumov propuso un método para amplificar el componente magnético de las ondas electromagnéticas sin aumentar su componente eléctrico. El hecho es que los tejidos biológicos para los campos magnéticos son transparentes, y sería útil aprender cómo fortalecer con precisión el componente magnético de las ondas electromagnéticas.

Esto abriría el camino a la creación de trenes de levitación seguros, a la construcción de nuevos sistemas inalámbricos de transmisión de energía y a la solución de una serie de otros problemas en los que existe la necesidad de campos magnéticos alternos fuertes, y al mismo tiempo debería ser seguro para los humanos. Los nuevos sistemas serán más económicos y seguros que los análogos existentes.

Para obtener el resultado deseado, Yaroslav Urzhumov propuso el uso de metamateriales magnéticamente activos, por lo que es posible obtener campos magnéticos suficientemente fuertes utilizando una corriente relativamente baja. Tal solución reduciría los campos eléctricos, que en este caso son parásitos, y crearía sistemas electromagnéticos seguros y potentes.

El modelado numérico realizado por Yaroslav y sus colegas mostró que los objetos macroscópicos creados sobre la base de metamateriales con permeabilidad magnética negativa son capaces de amplificar fuerzas magnéticas en campos de baja frecuencia en varias condiciones. Los investigadores llamaron a este fenómeno una resonancia de la superficie magnetostatica, que es similar en principio a la resonancia de la superficie del plasmón que ocurre en la óptica, que se manifiesta en materiales con constante dieléctrica negativa.

El metamaterial modelado por los científicos, que se caracteriza por una anisotropía especial muy alta, tiene permeabilidad magnética negativa en una dirección, y la permeabilidad magnética es positiva en todas las demás direcciones. A juzgar por los cálculos, los objetos fabricados podrán aumentar considerablemente el campo magnético precisamente debido a la resonancia.

La aplicación de este fenómeno en los sistemas de levitación magnética aumentará la masa de objetos elevados muchas veces, y el costo de la electricidad, en comparación con sus contrapartes tradicionales, no aumentará. El autor del desarrollo, un ex alumno del Instituto de Física y Tecnología de Moscú, Yaroslav Urzhumov, está seguro de tener éxito.

Los nuevos sistemas de control inusual de las fuerzas magnéticas en los campos electromagnéticos podrán funcionar en otras áreas, como pequeñas pinzas ópticas para contener átomos o las últimas armas electromagnéticas. Esto también puede incluir Sistemas de tecnología WiTricitySirve para la transferencia inalámbrica de energía a través de un fuerte campo magnético pulsante, que es completamente inofensivo tanto para humanos como para animales.

De acuerdo con los modelos de Yaroslav, un grupo de experimentadores del Boston College (Boston, Massachusetts, EE. UU.) Crea un prototipo de dicho metamaterial, podría decirse, un amplificador magnético.

En cuanto a la transmisión inalámbrica a través de campos magnéticos, recientemente, junto con el Instituto Toyota, un grupo de Yaroslav Urzhumov demostró una transmisión muy práctica de electricidad a distancia a través de campos magnéticos de baja frecuencia.

Para aumentar la eficiencia de la transmisión, los científicos construyeron una superlente cuadrada que se colocó entre el transmisor y el receptor. La lente cuadrada consistía en muchos cubos cubiertos con conductores espirales. Las estructuras resultantes con la propiedad de metamaterial que interactúan con los campos magnéticos transfieren energía en un cono estrecho con la máxima intensidad.

Se colocó una bobina, un transmisor, en un lado de la superlente, a lo largo de la cual se pasó una corriente alterna, creando un campo magnético alterno. Este campo magnético, como se esperaba, disminuyó su intensidad en proporción al cuadrado de la distancia desde el transmisor, sin embargo, gracias a la superlente, el transmisor, ubicado al otro lado del mismo, recibió una cantidad suficiente de energía incluso a una distancia de 30 cm. Sin el uso de una lente intermedia, la distancia de transmisión no excedió 7 6 cm

El científico dijo que dicha transmisión inalámbrica utilizando metamateriales ya se llevó a cabo en el laboratorio de Mitsubishi Electric, pero solo a una distancia que no supere el tamaño del transmisor. Ahora, utilizando campos magnéticos precisos, se logra una alta seguridad y eficiencia. La mayoría de los materiales no absorben fuertemente los campos magnéticos; además, los campos magnéticos por inducción de hasta 3 T son seguros y ya se usan en tomografía.

En el futuro, es posible crear mini gadgets inalámbricos para gadgets electrónicos. Las súper lentes enfocarán los campos magnéticos para cargar un dispositivo en particular, y los parámetros de la lente podrán cambiar, y el enfoque se moverá en el espacio, por ejemplo, siguiendo el teléfono inteligente que su propietario lleva por la habitación, cambiando constantemente de ubicación.

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