Convertir qualsevol imant en el camp que es vulgui: la UAB i la Universitat Tecnològica de Chalmers presenten l’omniconversió magnètica
El nou mètode, que està essent patentat, podria beneficiar eines biomèdiques com la ressonància magnètica o tècniques de laboratori com l’espectrometria de masses, entre d’altres aplicacions.
Físics de la Universitat Autònoma de Barcelona i de la Universitat Tecnològica de Chalmers (Suècia) han trobat una manera de transformar el camp magnètic d’una font —una bobina, un imant permanent— en pràcticament qualsevol altre camp predeterminat en tota una regió de l’espai, amb precisió matemàtica.
El treball, signat per Jaume Cunill-Subiranas, Natanael Bort-Soldevila, Fabian Resare, Núria Del-Valle, Witlef Wieczorek i Carles Navau, s’ha de publicar a la revista Science Advances, i la idea d’aquesta omniconversió magnètica està en procés d’ésser patentada.
Generar un camp magnètic amb una forma concreta —uniforme, dipolar, etc.— sol obligar a dissenyar combinacions voluminoses i molt ajustades de bobines o imants, que, a més, només aproximen el camp buscat. El nou mètode, l’omniconversió magnètica, envolta la regió d’interès amb capes de dos materials amb una geometria molt precisa: ferroimants tous, com el ferro dolç, que canalitzen el camp com un conductor magnètic gairebé perfecte, i superconductors, que tendeixen a expulsar-lo. Calculant la geometria exacta d’aquestes superfícies, l’equip ha demostrat que el camp interior adopta exactament la forma desitjada, sigui quina sigui la font exterior. La idea generalitza l’apantallament magnètic, que només anul·la camps externs, en una eina que els transforma en qualsevol patró objectiu.
Aplicacions pràctiques
Per demostrar-ho, van construir i provar un dispositiu que converteix el camp no uniforme d’una simple bobina plana en un camp molt uniforme dins una petita cambra cilíndrica. Refredat per sota d’un kelvin, amb tapes de ferro dolç i un tub d’alumini superconductor, el camp mesurat va coincidir amb les simulacions en activar-se el superconductor.
Com a recepta universal per donar la forma volguda als camps magnètics, la tècnica podria beneficiar la física de partícules, la fusió per confinament magnètic, els rellotges atòmics, les tecnologies quàntiques i eines biomèdiques com la ressonància magnètica i l’espectrometria de masses.
El projecte ha estat finançat per Horitzó Europa (UE, projecte SuperMeQ), el Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats (PID2023-149054NB-I00), una beca AGAUR-FI Joan Oró (Generalitat de Catalunya), el Consell Europeu de Recerca (SuperQLev) i la Fundació Knut i Alice Wallenberg.
Article de referència: J. Cunill-Subiranas, N. Bort-Soldevila, F. Resare, N. Del-Valle, W. Wieczorek, C. Navau, «Magnetic Omniconversion: Source-Independent Molding of Magnetostatic Fields», Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.aeh5747