Ett team av forskare inklusive två fysiker vid University of Sussex har hittat ett sätt att kringgå en 178 år gammal teori som innebär att de effektivt kan avbryta magnetfält på avstånd. De är de första som kan göra det på ett sätt som har praktiska fördelar.

Arbetet hoppas kunna ha en mängd olika tillämpningar. Till exempel, patienter med neurologiska störningar som Alzheimers eller Parkinsons kan i framtiden få en mer exakt diagnos. Med förmågan att eliminera "bullriga" externa magnetfält, läkare som använder magnetfältsskannrar kommer att kunna se mer exakt vad som händer i hjärnan.

Studien "Att skräddarsy magnetfält i otillgängliga områden" publiceras i Fysiska granskningsbrev . Det är ett internationellt samarbete mellan Dr. Mark Bason och Jordi Prat-Camps vid University of Sussex, och Rosa Mach-Batlle och Nuria Del-Valle från Universitat Autonoma de Barcelona och andra institutioner.

"Earnshaw's Theorem" från 1842 begränsar möjligheten att forma magnetfält. Teamet kunde beräkna ett innovativt sätt att kringgå denna teori för att effektivt eliminera andra magnetfält som kan förvirra avläsningar i experiment.

Rent praktiskt, de uppnådde detta genom att skapa en enhet som består av ett noggrant arrangemang av elektriska ledningar. Detta skapar ytterligare fält och motverkar på så sätt effekterna av det oönskade magnetfältet. Forskare har kämpat med denna utmaning i flera år men nu har teamet hittat en ny strategi för att hantera dessa problematiska områden. Även om en liknande effekt har uppnåtts vid mycket högre frekvenser, detta är första gången det har uppnåtts vid låga frekvenser och statiska fält – som biologiska frekvenser – vilket kommer att låsa upp en mängd användbara applikationer.

Andra möjliga framtida tillämpningar för detta arbete inkluderar:

• Kvantteknik och kvantberäkning, där "brus" från yttre magnetfält kan påverka experimentella avläsningar
• Neuroimaging, där en teknik som kallas "transkraniell magnetisk stimulering" aktiverar olika delar av hjärnan genom magnetfält. Med hjälp av teknikerna i denna artikel, läkare kanske kan mer noggrant ta itu med områden i hjärnan som behöver stimuleras.
• Biomedicin, att bättre kontrollera och manipulera nanorobotar och magnetiska nanopartiklar som förflyttas inuti en kropp med hjälp av externa magnetfält. Potentiella tillämpningar för denna utveckling inkluderar förbättrad läkemedelstillförsel och magnetisk hypertermiterapi.

Dr Rosa Mach-Batlle, huvudförfattaren på tidningen från Universitat Autonoma de Barcelona, sa:"Utgående från den grundläggande frågan om det var möjligt eller inte att skapa en magnetisk källa på avstånd, vi kom fram till en strategi för att fjärrstyra magnetism som vi tror kan ha en betydande inverkan på teknologier som förlitar sig på magnetfältsfördelningen i otillgängliga områden, såsom inuti en människokropp."

Dr Mark Bason från School of Mathematical and Physical Sciences vid University of Sussex sa:"Vi har upptäckt ett sätt att kringgå Earnshaws teorem som många inte trodde var möjligt. Som fysiker, det är ganska spännande. Men det är inte bara en teoretisk övning eftersom vår forskning kan leda till några riktigt viktiga tillämpningar:mer exakt diagnos för patienter med motorneuronsjukdom i framtiden, till exempel, bättre förståelse för demens i hjärnan, eller påskynda utvecklingen av kvantteknologi."