Chalmersin ja UAB:n tutkijat kehittivät menetelmän magneettikenttien muokkaamiseen

Fyysikot Chalmersin teknillisestä korkeakoulusta ja Universitat Autònoma de Barcelonasta (UAB) ovat kehittäneet uuden menetelmän, joka muuttaa yksittäisen magneettilähteen, kuten kelan tai kestomagneetin, magneettikentän ennalta määrättyyn muotoon matemaattisella tarkkuudella.

Uusi "magneettinen omnikonversio" -tekniikka ratkaisee tarpeen suunnitella ja rakentaa monimutkaisia, erikoisvalmisteisia magneetteja tai kelajärjestelmiä jokaista sovellusta varten. Menetelmä mahdollistaa yksinkertaisten magneettilähteiden käytön laajemmalle joukolle sovelluksia, kuten kvanttitietokoneissa, MRI-laitteissa ja hiukkaskiihdyttimissä.

Tutkijat kuvaavat menetelmää "magneettiseksi kuvanveistäjäksi". Hyödyntämällä materiaaleja, jotka joko vetävät tai hylkivät magneettikenttiä – kuten ferromagneettisia ja suprajohtavia materiaaleja – tutkijat pystyvät muovaamaan magneettikentän haluttuun muotoon. Huolellisesti laskettu geometria varmistaa magneettikentän jakaantumisen avaruudessa täsmällisesti.

Menetelmää demonstroitiin kokeellisesti rakentamalla prototyyppi, joka muutti yksinkertaisen kelan epätasaisen magneettikentän lähes täydellisen tasaiseksi kentäksi. Kokeessa käytettiin suprajohtavaa alumiiniputkea ja valurautaosia jäähdytettynä lähelle absoluuttista nollapistettä. Mittaukset vahvistivat, että laitteen sisäinen magneettikenttä vastasi laskelmia tarkasti. Tutkimus julkaistiin Science Advances -lehdessä, ja tekijät ovat jättäneet patenttihakemuksen tekniikalle.

Chalmersin teknillisen korkeakoulun professori Witlef Wieczorek uskoo, että magneettinen omnikonversio edistää kehittyneiden instrumenttien rakentamista kvanttiteknologian ja muiden alojen tarpeisiin, joissa magneettikenttien tarkan tilallisen hallinnan merkitys on keskeinen.