Глушитель для магнитных полей

Существует такое выражение, как «магнитная погрешность». Внешние магнитные поля могут мешать работе различных устройств, что приводит к ошибкам в показаниях, а то и к выходу приборов из строя. До недавних пор единственным решением этой проблемы было убрать устройство из зоны действия магнитного поля. Но это не всегда осуществимо. Выход предложила команда британских физиков во главе с доктором Марком Бейсоном из Университета Сассекса. Они изобрели дистанционный метод нейтрализации магнитных излучений.

Наличие магнитного поля – примечательная и очень важная особенность планеты Земля. Порождает его земное ядро, состоящее из жидкого железа. Так называемые магнитные аномалии могут активно проявляться в тех местах, где под землей имеются залежи металлической руды. Магнитное излучение является естественным щитом, защищающим нашу планету от вредных космических воздействий. Достаточно посмотреть, что стало с нашими соседями по Солнечной системе, давно потерявшими свою атмосферу.

Некоторые специалисты предполагают, что на заре своего существования Земля была лишена магнитного поля. Считается, что оно появилось около 4 миллиардов лет назад. Об этом ученым поведали кристаллы с магнитными свойствами, сохранившиеся в толщах древних пород. По мнению исследователей, древнее магнитное поле защищало Землю от солнечного ветра. Но иногда солнечным бурям удавалось пробивать естественный щит, лишая атмосферу нашей планеты воды и летучих растений. А вот на Марсе магнитосфера появилась значительно позднее, причем скорость солнечного ветра тогда была в 100 раз выше, чем сегодня. Возможно, именно по этой причине Красная планета со временем превратилась в безжизненную пустыню…

Сегодня нам сложно представить свою жизнь без участия магнитных полей. Принцип действия многих приборов так или иначе связан с магнитными излучениями. В самых различных сферах человеческой жизнедеятельности активно используются материалы с магнитными свойствами. Например, в медицине довольно популярны методы магнитотерапии.

В то же время магнитные поля создают человечеству и довольно существенные проблемы. Так, доказано, что даже слабовозмущенная геомагнитная обстановка способна оказывать влияние на организм, например, у гипертоников повышается давление. Из-за мощных магнитных помех могут выходить из строя орбитальные спутники, телевидение, сотовые и компьютерные сети, возникать перебои с электричеством. Между тем в физике существует сформулированная еще 178 лет назад теорема Ирншоу, где речь идет об ограничении устойчивости равновесной системы из нескольких объектов при помощи магнитного и электрического полей.

Как гласит эта теорема, если на равновесную систему из двух точечных зарядов (или тел) оказывают воздействие какие-либо иные силы, кроме кулоновских, то в любом случае такая система окажется неустойчивой. Но специалисты из Британии нашли способ обойти этот постулат, если дело касается равновесной системы, удерживаемой магнитным полем. Они разработали специальное устройство из электропроводов, расположенных таким образом, что проходящий по ним ток создает дополнительные электрические поля, которые в свою очередь гасят магнитный шум.

Это позволяет, в частности, снижать уровень погрешностей в ходе проводимых экспериментов. Магнитные поля, воздействие которых приводит к погрешностям в показаниях приборов, даже называют специальным термином «паразитные». Ранее уже удавалось добиться подобного эффекта, но лишь на очень высоких частотах переменного электрического тока. Теперь будет возможно гасить магнитные помехи, используя низкочастотные и даже статические электрические поля. Ожидается, что открытие найдет применение в самых различных областях.

Скажем, данная технология поможет уменьшить количество ошибок в работе квантовых компьютеров. Поскольку она может задействовать и биологические частоты (частоты собственных колебаний внутренних органов и тканей), то применима и для медицинской техники и приложений. Например, она способна повысить качество транскраниальной магнитной стимуляции – активации различных областей мозга посредством магнитного поля, что позволит более эффективно осуществлять магнитную терапию и управлять нанороботами и магнитными наночастицами, доставляющими лекарства к различным органам и тканям, а также получать более объективные результаты при экспериментах с мозгом.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters. «Мы обнаружили способ обойти теорему Ирншоу, о которой многие люди не подозревали, – комментирует доктор Бейсон. – С точки зрения физики это довольно интересно. Но это не просто теоретическое упражнение, поскольку наши исследования могут привести к некоторым действительно важным приложениям: более точная диагностика пациентов с двигательными нейронными заболеваниями в будущем, например, лучшее понимание деменции в головном мозге или ускорение развития квантовых технологий».

«Исходя из фундаментального вопроса о том, возможно ли создать магнитный источник на расстоянии, – добавляет доктор Роза Мах-Батль из Автономного университета Барселоны, которая является одним из соавторов проекта, – мы придумали стратегию для дистанционного управления магнетизмом, что, как мы полагаем, может оказать значительное влияние на технологии, основанные на распределении магнитного поля в недоступных областях, например внутри человеческого тела».

Лада КОВАЛЕНКО