Campos magnéticos personalizados en regiones inaccesibles

Un grupo de trabajo español ha encontrado una forma de generar un campo magnético espacialmente limitado a cierta distancia de la fuente. Para ello, el equipo de Rosa Mach-Batlle de la Universitat Autònoma de Barcelona utiliza cilindros cables dispuestos, portadores de corriente que forman un metamaterial magnético. El control del magnetismo, que es esencial para una amplia variedad de tecnologías, se ve comprometido por la imposibilidad de alcanzar el máximo campo magnético para generar en espacio libre. Aquí los investigadores proponen una estrategia basada en permeabilidad se basa para superar esta severa limitación. Demuestran experimentalmente que un material magnético activo puede emular el campo de un cable eléctrico recto a distancia. Su estrategia conduce a un enfoque sin precedentes de campos magnéticos en el espacio vacío y permite el borrado remoto de fuentes magnéticas, lo que abre una forma de manipular campos magnéticos en regiones inaccesibles. PhysRevLett https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.177204

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Sus resultados abren una nueva forma de controlar los campos magnéticos de forma remota, con potenciales aplicaciones tecnológicas. Por ejemplo, una gran cantidad de Microrobots y micro o nanopartículas funcionales que se mueven y actúan con la ayuda de campos magnéticos, que pueden realizar transporte y liberación controlada de fármacos, intervenciones intraoculares en la retina o incluso trasplantes de células madre. Sin embargo, se sabe que la rápida disminución de la intensidad de campo con la profundidad objetivo en el cuerpo limita gravemente el desarrollo clínico de algunos de estos dispositivos. Otro ejemplo es la estimulación magnética transcraneal, que utiliza campos magnéticos para modular la actividad neuronal de pacientes con diferentes patologías. A pesar de su éxito, la estimulación magnética transcraneal adolece de una focalidad limitada porque es incapaz de estimular regiones específicas. Los resultados obtenidos podrían beneficiar a ambas tecnologías, ya que permiten la alineación espacial precisa de los campos magnéticos a la profundidad deseada en el cuerpo.

En aplicaciones específicas, sin embargo, se debe tener en cuenta que el área entre el metamaterial y la réplica estaría expuesta a fuertes campos magnéticos. Otro campo de aplicación es el atrapamiento de átomos, que, según su estado, pueden quedar atrapados en mínimos de campo magnético (buscador de campo bajo) o máximo (buscador de campo alto). Dado que los máximos locales están prohibidos por el teorema de Earnshaw, los buscadores de campo alto generalmente quedan atrapados en el punto de silla de un potencial magnético que fluctúa con el tiempo. Sin embargo, estas trampas magnéticas dinámicas son muy poco profundas en comparación con las trampas para visores de campo bajo. Al emular una fuente magnética en la distancia, uno podría crear paisajes de potencial magnético con gradientes más altos en la posición deseada del objetivo, lo que resulta en trampas más densas. En resumen, nuestros resultados muestran que una capa de permeabilidad negativa puede emular y cancelar fuentes magnéticas en la distancia. . Esta capacidad de manipular campos magnéticos de forma remota permitirá tanto el avance de tecnologías existentes como aplicaciones potencialmente nuevas que requieran el ajuste de campos magnéticos en áreas inaccesibles.