Водовороты — обычное явление в природе: от океанских течений до движения медуз. Но что, если бы мы могли также создавать вихри в электромагнитном поле? Этот вопрос интересовал учёных на протяжении десятилетий. Сегодня международная группа исследователей утверждает, что сделала решительный шаг в этом направлении, создав первую электромагнитную вихревую пушку. Инновация, которая может открыть новые горизонты в самых разных областях: от связи до дистанционного зондирования.
Начнем с самого начала: что такое электромагнитный вихрь?
Un вихревой это явление, которое возникает, когда струя материи создает силы трения, которые замедляют движение и заставляют стороны окружающего материала, будь то газ или жидкость, изгибаться внутрь, образуя кольцо. Это явление можно наблюдать, например, при движении медуз и кальмаров. В 1996 году РВ Хеллварт e П. Ноучи они теоретизировали что «сфокусированные пончики» электромагнитного излучения могут распространяться и в свободном пространстве. Другими словами, вихри. Однако они понятия не имели, как вызвать такое явление.
Пушки наружу
Команда ученых изУниверситет электронных наук и технологий Китая, О "Наньянский технологический университет в Сингапуре иУниверситет Саутгемптона в Соединенном Королевстве считают, что они решили загадку, которая заблокировала Хеллварт и Нути почти 30 лет назад. Согласно исследованию, опубликованному в прошлом месяце в журнале Обзоры прикладной физики (Я связываю это здесь), команда разработала коническую рупорную антенну с радиальной поляризацией, иначе известный как «электромагнитная пушка».
Эта пушка работает с помощью специальных антенн в форме рога, которые создают очень мощные вращающиеся электромагнитные волны: когда антенна излучает эти волны, она создает тягу, образующую энергетические кольца. Эти кольца сохраняют свою форму и прочность на больших расстояниях, немного похожи на кольца дыма, но сделаны из электромагнитная энергия.
«Уникальность этого метода заключается в его способности генерировать электромагнитные импульсы со сложными топологическими характеристиками, такие как скирмионы1, которые демонстрируют замечательную устойчивость и свойства самовосстановления во время размножения», — говорят ученые. в пресс-релизе.
Да, но для чего нужна электромагнитная вихревая пушка?
Приложения этой технологии многочисленны и потенциально революционны:
- Передача данных: Электромагнитные вихри предлагают новый способ кодирования и передачи данных. Спектральные и поляризационные характеристики кольца могут нести больше информации, чем средняя волна.
- Метрология: Наука об измерении, зондировании и зондировании может получить большую пользу от этой технологии.
- Дистанционное зондирование: Способность электромагнитного вихря сохранять структурную целостность даже при наличии возмущений окружающей среды делает его ценным инструментом для дистанционного зондирования (и обнаружение цели, добавляю).
- Системы защиты: Анализ уникальных закономерностей этих вихревых импульсов может привести к созданию более точных и надежных методов обнаружения и определения местоположения объектов. в оборонных системах.
- Исследование космоса: Уникальные свойства электромагнитных вихрей могут найти применение в освоении дальнего космоса.
Будущие вызовы и перспективы
Несмотря на ажиотаж по поводу этого открытия, остается еще много вопросов без ответов. Как мы можем точно контролировать и манипулировать этими электромагнитными вихрями? Каковы практические ограничения этой технологии? Как мы можем интегрировать это нововведение в существующие системы? И прежде всего: сможем ли мы ограничить военное использование? К сожалению, считайте этот последний вопрос чистой риторикой и примите мою отставку. В любом случае, научное сообщество теперь призвано изучить эти вопросы и разработать практическое применение этой технологии, которая (как и многие другие технологии) также окажется в значительной степени «положительной». В любом случае, для полной реализации потенциала этого метода потребуются дальнейшие исследования и разработки.оружие… э-э, я имею в виду… об этом инструменте.
заключение
Создание первой электромагнитной вихревой пушки представляет собой значительный прорыв в прикладной физике. Давние теории подтверждаются, и открываются новые возможности в самых разных областях: от связи до освоения космоса. Будущее только что вошло в благоприятный водоворот: только время покажет, как это открытие повлияет на наш мир.
- Скирмионы — это небольшие магнитные структуры вихревой формы, которые образуются в определенных материалах. Они очень стабильны и устойчивы к изменениям. Ученые изучают их, потому что они могут быть полезны для создания более быстрых компьютеров и более эффективной памяти. ↩︎
