物理学家绕开178年的古老理论来消除磁场

时间：2021-10-26 15:51:59 来源：

消除磁场的能力在量子技术，生物医学和神经病学方面具有优势。

萨塞克斯大学的一个由两名物理学家组成的科学家小组找到了一种方法，可以绕开已有178年历史的理论，这意味着他们可以有效地消除远处的磁场。他们是第一个能够以切实可行的方式做到这一点的人。

希望这项工作具有广泛的应用。例如，患有神经系统疾病（例如阿尔茨海默氏症或帕金森氏症）的患者将来可能会获得更准确的诊断。通过消除“嘈杂”的外部磁场的能力，使用磁场扫描仪的医生将能够更准确地看到大脑中正在发生的事情。

在 Physical Review Letters中发表了在无法访问的区域中调整磁场的研究。这是苏塞克斯大学的Mark Bason博士和Jordi Prat-Camps，以及巴塞罗那自治大学和其他机构的Rosa Mach-Batlle和Nuria Del-Valle的国际合作。

1842年的“埃恩肖定理”限制了磁场成形的能力。研究小组能够计算出一种创新的方法来绕开该理论，从而有效消除其他可能使实验读数混乱的磁场。

实际上，他们通过创建一个由精心布置的电线组成的设备来实现这一目标。这会产生其他磁场，从而抵消了有害磁场的影响。多年来，科学家们一直在努力应对这一挑战，但是现在，研究小组找到了一种解决这些问题领域的新策略。尽管在更高的频率上已经实现了类似的效果，但这是第一次在低频和静态场（例如生物频率）上实现，这将释放许多有用的应用程序。

这项工作的其他将来可能的应用包括：

量子技术和量子计算，其中来自外部磁场的“噪音”会影响实验读数神经成像，其中称为“经颅磁刺激”的技术会通过磁场激活大脑的不同区域。使用本文中的技术，医生可能能够更仔细地解决需要刺激的大脑区域。生物医学可以更好地控制和操纵通过外部磁场在体内移动的纳米机器人和磁性纳米粒子。此开发的潜在应用包括改进的药物输送和磁热疗。

巴塞罗那大学自治大学论文的主要作者罗莎·马赫·巴特勒博士说：“从一个基本的问题开始，即是否有可能在远处创建一个磁源，我们提出了一种远程控制磁场的策略，我们认为该策略可能会在依靠难以接近的磁场分布的技术中产生重大影响区域，例如人体内部。”

萨塞克斯大学数学与物理科学学院的Mark Bason博士说：“我们发现了一种绕开Earnshaw定理的方法，这是许多人无法想象的。作为物理学家，这非常令人兴奋。但这不只是理论上的练习，因为我们的研究可能会带来一些真正重要的应用：将来对运动神经元病患者进行更准确的诊断，例如，更好地了解大脑中的痴呆症或加速量子技术的发展。”

参考：Rosa Mach-Batlle，Mark G. Bason，Nuria Del-Valle和Jordi Prat-Camps量身定制的人迹罕至的地区的磁场，物理评论快报，2020
年10月23日。10.1103 / PhysRevLett.125.177204

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