Diodi magneettikentille

Sussexin yliopiston johtamat tutkijat uhmaavat 1800-luvun fysiikan lakeja ja ovat kehittäneet magneettisen diodin konseptin.

Tutkimuksen tulokset ovat ristiriidassa vakiintuneiden magneettikytkentöjen kanssa, jotka ovat lähtöisin Faradayn ja Maxwellin perusteista.

Tutkijatohtori Jordi Prat-Camps on ensimmäistä kertaa osoittanut, että kahden magneettisen elementin välinen kytkentä voidaan tehdä erittäin epäsymmetriseksi.

Itävallan tiedeakatemian ja Innsbruckin yliopiston kollegoiden kanssa toteutettu tutkimus repii fysiikan sääntöjä, osoittamalla, että yksi magneetti voidaan kytkeä toiseen ilman, että kytkentä tapahtuu vastakkaiseen suuntaan.

Tohtori Prat-Camps toteaa: "Olemme luoneet ensimmäisen laitteen, joka käyttäytyy kun diodi magneettikentille. Jos saavutuksella olisi alalle vaikka miljoonasosan vaikutus kuin vastaavilla sähköisillä diodeilla, se olisi erittäin vaikuttavaa."

Tutkijoiden mukaan menetelmällä saattaa olla mahdollista parantaa ja langattomien tehonsiirtoteknologioiden suorituskykyä esimerkiksi puhelimien, kannettavien tietokoneiden ja jopa autojen akkujen latauksessa.

Tutkijoiden läpimurto perustuu pitkäaikaiseen tutkimukseen magneettikenttien hallinnasta ja manipuloinnista metamateriaalien avulla. Viime aikoina he ovat kehittäneet uusia välineitä magnetismin hallitsemiseksi, mukaan lukien magneettiset havaitsemattomuuden peitteet, magneettiset keskittimet ja madonreiät.

Kun yleensä metamateriaalien parissa on tutkittu mahdollisuutta rikkoa vastavuoroisuutta valolle ja ääniaalloille, Prat-Camps tutki, voiko samaa haastetta soveltaa magneettikenttiin. Kun se ei oikein ottanut onnistuakseen ryhmä päätti kokeilla liikkuvan sähkönjohteen käyttöä.

Ratkaisemalla Maxwellin yhtälöt analyyttisesti tutkijat osoittivat hyvin nopeasti, että vastavuoroisuus ei pelkästään voinut rikkoutua, vaan että kytkentä voitaisiin tehdä mahdollisimman päsymmetriseksi. Seuraava vaihe olikin sitten suunnitella ja rakentaa malli, joka sitten vahvisti havainnot.

Kun kehitetyn koerakenteen kahden johtavan pyörivän seinämän väliin sijoitetaan kaksi kelaa niin kelojen välillä magneettikenttä voi siirtyä vain yhteen suuntaan.

Aiheesta aiemmin:

Magneettisella diodilla pienempi hukkateho