Silné a rovnomerné magnetické pole je kľúčom k mnohým technológiám súčasnosti, od magnetickej rezonancie až po časticové urýchľovače. Až doteraz sa za štandardný spôsob tvorby homogénneho poľa považovalo Halbachovo usporiadanie magnetov, ktoré funguje výborne, no iba za ideálnych podmienok, ktoré sa v praxi nedajú dosiahnuť. Tento problém sa podarilo vyriešiť dvojici fyzikov z Nemecka, ktorí vyvinuli a experimentálne overili novú konfiguráciu permanentných magnetov. Tá dokáže vytvoriť silnejšie a rovnomernejšie pole ako všetky doterajšie metódy. Na tému upozornil portál Phys.

Výskum otvára cestu k lacnejšej magnetickej rezonancii aj presnejšej levitácii

Profesor Ingo Rehberg z Univerzity v Bayreuthe a doktor Peter Blümler z Univerzity Johannesa Gutenberga v Mainzi navrhli systém, ktorý využíva špeciálne priestorové usporiadanie magnetov v jednej alebo dvoch kruhových vrstvách.

V tzv. „focused“ verzii sú dva prstence zložené z 16 malých kvádrových magnetov umiestnené nad sebou. Každý magnet má 20 milimetrov a celý systém má vnútorný priemer 16 centimetrov. Takáto zostava dokáže generovať magnetické pole s intenzitou 20 militesla, ktoré má rovnomernosť lepšiu ako 5 promile v priestore s priemerom 5 centimetrov.

Na rozdiel od klasických riešení je nové usporiadanie navrhnuté pre reálne rozmery magnetov. Vedci vychádzali z teoretických výpočtov, ktoré následne overili pomocou meraní na modeli vytlačenom na 3D tlačiarni. Výsledky sa ukázali ako zhodné s predpoveďami. V praxi to znamená, že aj relatívne malé a dostupné magnety môžu produkovať veľmi presne kontrolované magnetické pole, čo otvára množstvo nových možností.

Jednou z najvýznamnejších oblastí, kde by táto technológia mohla nájsť uplatnenie, je medicínske zobrazovanie. Magnetická rezonancia, ktorá dnes patrí k najdôležitejším diagnostickým nástrojom, využíva supravodivé magnety, ktoré sú extrémne drahé a náročné na prevádzku. Práve preto sú MRI prístroje v mnohých častiach sveta nedostupné. Vďaka novej metóde by sa mohli začať vyrábať jednoduchšie a lacnejšie prístroje, ktoré by nevyžadovali komplikované chladenie ani špeciálnu infraštruktúru.

Okrem medicíny by nové riešenie mohlo nájsť uplatnenie aj v priemyselných systémoch na magnetickú levitáciu, vo výskumných zariadeniach či v technológiách, ktoré vyžadujú presné a stabilné magnetické pole na malom priestore. Vedci tak otvorili dvere nielen k lacnejším technológiám, ale aj k presnejšiemu a efektívnejšiemu ovládaniu magnetizmu v reálnych podmienkach.

Čítajte viac z kategórie: Novinky