För närvarande, de flesta magnetiska sensorer som används i dagens datorer, flygplan, bilar, och andra system snedvrider de magnetfält som de mäter. Dessa snedvridningar kan orsaka stora problem för vissa applikationer, särskilt biomedicinska tekniker, som kräver mycket exakta mätningar, och kan också orsaka cross-talk i sensorarrayer.

I en ny studie, forskare har konstruerat "osynliga" magnetiska sensorer - sensorer som är magnetiskt osynliga så att de fortfarande kan upptäcka men inte förvränga de omgivande magnetfälten. Forskarna, Rosa Mach-Batlle, Carles Navau, och Alvaro Sanchez vid det autonoma universitetet i Barcelona, har publicerat ett papper om de osynliga magnetiska sensorerna i ett nyligen utgåva av Tillämpad fysikbokstäver .

"Detta är det första förslaget att göra en magnetisk sensor osynlig, "Berättade Mach-Batlle Phys.org . "Osynligheten kan till och med göras exakt i vissa fall, något som aldrig uppnåtts tidigare, så vitt vi vet."

Många magnetiska sensorer är gjorda av ferromagnetiska material, som har fördelen av förbättrad sensor detekterbarhet jämfört med andra material. Dock, nackdelen med ferromagnetiska material är att de lockar magnetfält, orsakar störningar i samma magnetfält som sensorerna detekterar.

Den utmanande delen med att göra osynliga magnetiska sensorer är att samtidigt avbryta dessa snedvridningar samtidigt som sensorerna fortfarande kan upptäcka magnetfälten. Tidigare, forskare har utformat magnetiska kappor för att dölja magnetiska föremål som gör det omöjligt att magnetiskt upptäcka dem från utsidan. Dock, dessa kappor fungerar åt båda hållen, så att de täckta magnetiska föremålen är helt isolerade från och inte kan upptäcka några yttre magnetfält. Så en täckt sensor kunde inte längre fungera som en sensor.

I den nya studien, forskarna har föreslagit en metod för att göra en sensor magnetiskt osynlig samtidigt som den behåller dess förmåga att känna. Deras strategi använder ett sfäriskt magnetiskt skal som avbryter den ledande termen för den distorsion som sensorn skapar som svar på yttre magnetfält. Skalet är också utformat med små "luftgap" som gör att en bråkdel av det yttre magnetfältet kan komma fram till sensorn. Teoretiskt sett osynligheten kan göras perfekt under vissa förhållanden - specifikt när sensorn är sfärisk och magnetfältet är enhetligt.

Enligt forskarnas modell, det föreslagna sfäriska skalet måste vara tillverkat av ett material med vissa egenskaper (i synnerhet en exakt diamagnetisk permeabilitet) som inte finns i naturen. Ändå, forskarna förväntar sig att dessa egenskaper kan efterliknas med metamaterial gjorda av högtemperatur superledare. I framtiden, forskarna planerar att ytterligare utforska dessa möjligheter såväl som variationer av magnetisk cloaking.

"Vi utvecklar idéer som att utforska cloaking -egenskaper för AC -fält eller införliva det spännande begreppet negativ statisk permeabilitet för att skapa nya former av magnetfält, "Sa Sanchez.

© 2018 Phys.org