Forscher von Chalmers und UAB entwickeln Methode zur Formung von Magnetfeldern
Physiker der Chalmers University of Technology und der Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) haben eine neue Methode zur "magnetischen Omnikonversion" entwickelt. Die Technik ermöglicht die Umformung von Magnetfeldern in vordefinierte Formen mit mathematischer Präzision.
Physiker der Chalmers University of Technology und der Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) haben eine neue Methode entwickelt, die das Magnetfeld aus einer einzelnen Quelle, wie einer Spule oder einem Permanentmagneten, in eine breite Klasse von vordefinierten Magnetfeldern mit exakter mathematischer Präzision umwandelt.
Der Durchbruch, bekannt als "magnetische Omnikonversion", löst die Notwendigkeit, komplexe, spezialisierte Magnete oder Spulensysteme für jede einzelne Anwendung zu entwerfen und zu bauen. Die Methode ermöglicht die Nutzung einfacher Magnetquellen für ein breiteres Anwendungsspektrum, unter anderem in Quantencomputern, MRT-Scannern und Teilchenbeschleunigern.
Die Forscher beschreiben die Technik als einen "magnetischen Bildhauer". Durch die Kombination von Materialien, die Magnetfelder entweder anziehen oder abstoßen – wie ferromagnetische und supraleitende Materialien – können sie ein Magnetfeld präzise in die gewünschte Form lenken und umformen. Eine sorgfältig berechnete Geometrie stellt sicher, dass sich das Magnetfeld mit hoher Präzision im Raum verteilt.
Die Methode wurde experimentell demonstriert, indem ein Prototyp gebaut wurde, der das ungleichmäßige Magnetfeld einer einfachen Spule in ein nahezu perfektes, homogenes Feld umwandelte. Das Experiment verwendete ein supraleitendes Aluminiumrohr und Gusseisenkomponenten, die auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt gekühlt wurden. Messungen bestätigten, dass das Magnetfeld im Inneren des Geräts den Berechnungen der Forscher genau entsprach. Die Studie wurde in Science Advances veröffentlicht und die Forscher haben eine Patentanmeldung für die Technologie eingereicht.
Professor Witlef Wieczorek von der Chalmers University of Technology glaubt, dass der Ansatz der magnetischen Omnikonversion zur Entwicklung fortschrittlicher Instrumente für Quantentechnologien und andere Bereiche beitragen kann, in denen eine präzise räumliche Kontrolle von Magnetfeldern unerlässlich ist.