北京時(shí)間 11 月 27 日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，科學(xué)家們已經(jīng)找到一種從遠(yuǎn)處制造和取消磁場(chǎng)的方法：讓電流通過一個(gè)特殊的電線裝置，可以產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)源像是來(lái)自其他地方的磁場(chǎng)。
這種錯(cuò)覺有它的實(shí)際應(yīng)用：磁性納米粒子制成的膠囊包裹著抗癌藥物，直接將藥物送達(dá)人體內(nèi)深處的腫瘤部位。在腫瘤部位放置一塊磁鐵來(lái)引導(dǎo)納米顆粒的前進(jìn)路線，這幾乎是不可能的。但是我們?nèi)绻梢栽谌梭w外，以腫瘤為中心創(chuàng)造一個(gè)磁場(chǎng)，那么我們就可以跳過侵入性過程直接給藥。
磁場(chǎng)的強(qiáng)度隨著與磁體的距離增加而減弱。以及，1842 年證明的恩紹定理認(rèn)為，在空無(wú)一物的空間里不可能產(chǎn)生最大磁場(chǎng)強(qiáng)度。
“如果你不能在空無(wú)一物的空間里產(chǎn)生最大磁場(chǎng)，那么這也意味著除非目標(biāo)位置有實(shí)際的磁場(chǎng)源，否則你就無(wú)法遠(yuǎn)程創(chuàng)造磁場(chǎng)，”負(fù)責(zé)這項(xiàng)新研究的羅莎 · 馬赫 - 巴特勒說。巴特勒目前是意大利生物分子納米技術(shù)中心的一名物理學(xué)家。
但是，馬特 - 巴特勒和她的同事們認(rèn)為，他們或許可以解決這個(gè)問題。在一項(xiàng)光學(xué)研究中，研究人員使用一種被稱為 “超材料”（具備天然材料所不具備的性質(zhì)）的工程材料，來(lái)突破光波帶來(lái)的分辨率限制。受這項(xiàng)光學(xué)研究的啟發(fā)，馬特 - 巴特勒和同事們猜想，假設(shè)的磁性材料或許也可以讓磁場(chǎng)中的不可能變?yōu)榭赡堋?/p>
他們預(yù)想了一種磁導(dǎo)率為負(fù) 1 的材料。材料的磁導(dǎo)率表示該材料在磁場(chǎng)中增加或減弱磁場(chǎng)的能力。當(dāng)材料的磁導(dǎo)率為負(fù) 1 時(shí)，材料內(nèi)感應(yīng)的磁化方向?qū)⑴c初始磁場(chǎng)的方向恰好相反。
當(dāng)然，依靠一種并不存在的材料來(lái)感應(yīng)磁場(chǎng)，這種新方法并不是特別有用。但是即便不存在這種磁導(dǎo)率為負(fù)的假想材料，物理學(xué)家依然可以創(chuàng)造出一種臨時(shí) “材料”：使電流通過一組精心設(shè)計(jì)的電線。因?yàn)殡娏骺梢援a(chǎn)生磁場(chǎng)，反之亦然，這是麥克斯韋電磁方程組的結(jié)果。
“最終，我們沒有使用任何材料，而是使用一組精心設(shè)計(jì)的電流，可以將其視為活性超材料，”馬赫 - 巴特勒說。
為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程制造磁場(chǎng)，馬赫 - 巴特勒和她的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)中空的圓柱體，圓柱由 20 根電線圍繞一根長(zhǎng)長(zhǎng)的內(nèi)部電線構(gòu)成。電流通過這些電線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，看起來(lái)仿佛那根長(zhǎng)長(zhǎng)的內(nèi)部電線位于設(shè)備之外似的。事實(shí)上，磁場(chǎng)源并非在設(shè)備外部，但磁場(chǎng)本身和外部磁場(chǎng)源產(chǎn)生的磁場(chǎng)真假難分。
“我們制造了這種假象，讓磁場(chǎng)源看起來(lái)像是在遠(yuǎn)處，”馬赫 - 巴特勒說。
但是這個(gè)方法在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用價(jià)值仍不明朗。這個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)怪異之處是，筒狀電線和遠(yuǎn)處磁場(chǎng)之間存在一片磁場(chǎng)非常強(qiáng)的區(qū)域。馬赫 - 巴特勒說，這個(gè)區(qū)域會(huì)干擾研究中的部分應(yīng)用，但這是否成問題可能取決于研究人員對(duì)磁場(chǎng)的應(yīng)用。
除了給藥之外，這個(gè)新方法的可能應(yīng)用還包括遠(yuǎn)程取消磁場(chǎng)。在量子計(jì)算領(lǐng)域，這個(gè)技術(shù)有助于消除外部磁場(chǎng)產(chǎn)生的 “噪音”，這些噪音會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)測(cè)量。另一個(gè)應(yīng)用或許是改善經(jīng)顱磁刺激。經(jīng)顱磁刺激使用磁體刺激大腦中的神經(jīng)元來(lái)治療抑郁癥。遠(yuǎn)程控制磁場(chǎng)可以改善經(jīng)顱磁刺激的精確性，因此醫(yī)生可以更準(zhǔn)確地觀察人腦的特定區(qū)域。
研究人員接下來(lái)希望設(shè)計(jì)一種電線裝置，以便遠(yuǎn)程產(chǎn)生 3D 磁場(chǎng)。
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