Cercetătorii europeni au imaginat un dispozitiv de camuflare antimagnetic a cărui fabricare este, cel puţin în teorie, posibilă la scară comercială. Oamenii de ştiinţă susţin că un obiect ascuns de noul înveliş este invizibil din punct de vedere magnetic.
Învelişul (numit şi dispozitiv de camuflare sau invizibilitate - n.tr.) propriu-zis este fabricat din materiale disponibile în majoritatea laboratoarelor de fizică din lumea întreagă. Aşadar, în principiu, acesta este primul dispozitiv de camuflare ce ar putea fi fabricat destul de uşor.
Scuturi şi dispozitive de camuflare
În 2011, Alvaro Sanchez şi colegii săi de la Universitat Autònoma din Barcelona, Spania, au dezvoltat o teorie referitoare la un tip de dispozitiv denumit „antimagnet”, care ar putea avea două proprietăţi esenţiale. Prima este posibilitatea ca orice câmp magnetic creat în interiorul învelişului să nu poată fi detectat în exterior, iar a doua este că învelişul şi zona acoperită nu vor putea fi detectate cu ajutorul unor câmpuri magnetice externe; acest lucru presupune că acel câmp exterior nu va fi distorsionat de către înveliş. În prezent, Sanchez, împreună cu Feodor Gömöry şi colegii de la Academia de Ştiinţe din Slovacia, au conceput şi demonstrat o versiune modificată a învelişului propus anul anterior.
Noul tip de dispozitiv de camuflare este un înveliş obişnuit, dublu strat, fabricat din două materiale des întâlnite: un strat interior supraconductor realizat din bandă supraconductoare rezistentă la temperaturi mari şi un strat feromagnetic exterior, compus din câteva straturi de foaie de aliaj FeNiCr, comercială. „Învelişul propus anul anterior era mai degrabă un camuflaj ideal”, explică Sanchez. „Însă era complicat, cu 10 straturi şi avea incluse plăcuţe supraconductoare. Acest nou înveliş, chiar dacă nu este perfect, este un model mult mai simplu, cu rezultate similare atunci când este supus unui câmp magnetic uniform”. El adaugă că este corect să spunem că avem de-a face cu primul dispozitiv de acest tip care poate fi implementat în practică.
Un strat supraconductor de sine stătător respinge liniile de câmp magnetic, pe când un stratul feromagnetic le atrage; separat, fiecare strat produce distorsiuni la nivelul câmpului magnetic. Dispozitivul de camuflare este combinaţia exactă a celor două straturi, determinată de o distanţă specifică, care ajustează permitivitatea magnetică (µ) astfel încât să nu existe nici o distorsiune a câmpului. Această distanţă este calculată folosind ecuaţiile lui Maxwell. „Este de-a dreptul uimitor cum, după aproape 160 de ani de când ecuaţiile lui Maxwell au fost descoperite, încă găsim soluţii noi, bazându-ne doar pe aceste formule”, spune Sanchez.
Reprezentare artistică a modului în care funcţionează un dispozitiv de invizibilitate magnetică. Feromagnetul atrage liniile de câmp (stânga), supraconductorul respinge liniile de câmp magnetic (centru), iar dublul strat spraconductor-feromagnet ascunde un câmp magnetic (dreapta). Rezultatul este că un obiect plasat în interiorul dispozitivului este imposibil de detectat prin intermediul unui câmp magnetic.
Credit: J Prat-Camps, C Navau, A Sanchez
Probleme în ceea ce priveşte perfecţionarea dispozitivului
Sanchez a declarat pentru site-ul physicsworld.com că întreaga echipă s-a inspirat din cercetările iniţiale referitoare la fabricarea unui înveliş de invizibilitate folosind transformări optice, efectuate de John Pedry şi colegii săi de la Colegiul Regal din Londra, începând cu 2006. „În principiu, există două metode de obţinere a unui asemenea înveliş: fie folosind optica transformaţională, fie folosind tehnici din plasmonică. Problema primei variante este că, în timp ce din punct de vedere teoretic vorbim de învelişul perfect, fizic este aproape imposibil de realizat. În privinţa variantei 2, chiar dacă materialele sunt disponibile, se obţine o uşoară ecranare sau efect de dispersie, nu o acoperire totală. Este pentru prima dată când se obţin ambele, folosind materiale disponibile comercial”, explică Sanchez.
Totodată, Sanchez subliniază că un avantaj în dezvoltarea unui înveliş pentru câmp magnetic static este acela că, pentru un astfel de câmp, efectele magnetice şi electrice se decuplează, iar cercetătorii trebuie să ia în considerare doar permeabilitatea magnetică. Echipa a testat învelişul utilizând un câmp magnetic static de 40 mT, care este mai mare decât câmpul magnetic al Pământului. În prezent, învelişul a fost fabricat la o scară mică, dar totuşi acceptabilă din punct de vedere practic, de 12.5 x 12 mm. Sanchez explică existenţa unui alt avantaj pentru câmpurile magnetice statice, anume că învelişul poate funcţiona la orice scară (de la microni la metri), deoarece nu există limitări intrinsece, spre deosebire de cazul altor dispozitive de camuflare care funcţionează pe lungimi de undă fixe.
„Deoarece învelişul poate funcţiona cu succes sub acţiunea unor câmpuri magnetice destul de puternice şi la temperaturi ale azotului lichid relativ ridicate, dar şi pentru că este construit din materiale disponibile din punct de vedere comercial, ar putea fi uşor şi repede folosit în practică”, afirmă cercetătorii. Echipa studiază şi alte metode de manipulare şi controlare a câmpurilor magnetice în diferite alte „forme”, pentru alte scopuri decât dispozitivele de invizibilitate, în lunile ce vin.
Studiul a fost publicat în revista Science.
Traducere după How to hide from a magnetic field, cu acordul physicsworld.com.
Traducerea: Ştefan Ciprian Arseni
