Chalmers och UAB presenterar metod för att forma magnetfält

Fysiker vid Chalmers tekniska högskola och Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) har utvecklat en ny metod som gör det möjligt att omvandla magnetfältet från en enskild källa, såsom en spole eller en permanentmagnet, till en bred klass av förutbestämda magnetfält med exakt matematisk precision.

Det nya genombrottet, kallat "magnetisk omnikonversion", löser behovet av att designa och bygga komplexa, specialanpassade magneter eller spolsystem för varje enskild tillämpning. Metoden möjliggör användningen av enkla magnetkällor för ett bredare spektrum av applikationer, inklusive inom kvantdatorer, MRI-scanners och partikelacceleratorer.

Forskarna beskriver metoden som en "magnetisk skulptör". Genom att kombinera material som antingen attraherar eller repellerar magnetfält, såsom ferromagnetiska och supraledande material, kan de styra och omforma ett magnetfält till exakt önskad form. En noggrant beräknad geometri säkerställer att magnetfältet fördelas i rummet med hög precision.

Metoden demonstrerades experimentellt genom att bygga en prototyp som omvandlade det ojämna magnetfältet från en enkel spole till ett nästan perfekt enhetligt fält. Experimentet använde ett supraledande aluminiumrör och gjutjärnskomponenter, kylda till temperaturer nära absoluta nollpunkten. Mätningar bekräftade att magnetfältet inuti enheten stämde överens med forskarnas beräkningar. Forskningen publicerades i Science Advances och forskarna har lämnat in en patentansökan för tekniken.

Professor Witlef Wieczorek vid Chalmers tekniska högskola ser potential i att den magnetiska omnikonversionen kan bidra till utvecklingen av avancerad instrumentering för kvantteknik och andra områden där exakt rumslig kontroll av magnetfält är avgörande.