
磁場具有一項基本規(guī)律:磁場的強度隨著與磁體的距離增加而減弱。恩紹定理指出,在空無一物的空間里不可能產(chǎn)生最大磁場強度,該定理被英國數(shù)學家塞繆爾·恩紹于1842年證明。
然而,科學家繞過這個問題,他們找到一種遠程制造和取消磁場的方法。
首先,研究人員設想了一種磁導率為負1的材料(注:一種材料的磁導率表示該材料暴露于磁場時增加或減少了多少磁場)。在磁導率為負1的材料中,材料內(nèi)部產(chǎn)生的磁性的方向與初始磁場的方向相反。雖然現(xiàn)實中不存在這種磁導率為負的假想材料,但物理學家可以創(chuàng)造出一種臨時“材料”:使電流通過一組精心設計的電線。因為電流可以產(chǎn)生磁場,反之亦然。最終,科學家沒有使用任何材料,而是使用了一種可以被視為一種活性超材料的精確的電流排列方式。

為了從遠處創(chuàng)建磁場,科學家創(chuàng)建了一個空心圓柱體,它由大約20根導線圍繞著一根長的內(nèi)部導線組成。當電流通過這些導線時,就會產(chǎn)生一個磁場,看起來就像內(nèi)部的長導線實際上是在設備外部一樣。這就相當于一個雙簧表演者發(fā)出模仿電磁波的聲音,而場源實際上并不在設備外部,但場源本身與設備外部產(chǎn)生的場沒有什么區(qū)別。
這種讓電流通過一種特殊導線排列的方法,可以產(chǎn)生一個磁場源看起來像是來自其它地方的磁場。
想象一下,一種抗癌藥物可以通過磁性納米顆粒制成的膠囊直接輸送到人體深處的腫瘤中。要想直接在腫瘤中放置磁鐵是不可能的,但如果你能在體外產(chǎn)生一個磁場,使磁場正好集中在腫瘤上,你就可以在不進行侵入性操作的情況下給藥、治療。
除了藥物輸送之外,可能的應用還包括抵消來自遠處的磁場,這項技術可能在量子計算中有用,以減少來自可能干擾測量的外部磁場的“噪音”。另一個用途可能是改進經(jīng)顱磁刺激,它使用磁鐵刺激大腦中的神經(jīng)元來治療抑郁癥。能夠遠距離控制磁場可以提高經(jīng)顱磁刺激的針對性,這樣醫(yī)生就可以更好地專注于人腦的特定區(qū)域。
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