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科學家發現從遠端控制磁場的新方法
想像一下﹐醫生從體外以體內腫瘤為中心產生磁場﹐然後引導由磁性奈米粒子製成的抗腫瘤膠囊藥物前往患處﹐無需進行侵入性手術就能協助對抗腫瘤﹐這就是最近科學家新找到從遠處產生﹐消除磁場的新方法用途之一。
磁場強度會隨著與磁體距離拉遠而減弱﹐而於1842年被證明的恩紹定理(Earnshaw's theorem)指出﹐我們不可能在空無一物的空間產生最大磁場﹐義大利技術研究院物理學家Rosa Mach-Batlle對此解釋﹕如果無法在空曠區域獲得最大磁場﹐代表我們無法在沒有實際磁體的情況下從遠端產生磁場。
但Mach-Batlle團隊認為﹐超材料(Metamaterial)可以打破這項侷限。研究人員預想有一種材料的磁導率(材料在暴露於磁場時會增加或減小磁場的程度)為-1﹐這種材料內感應的磁化方向將與初始磁場方向相反。但如果不存在具有負磁導率的假想材料﹐也可以透過流過特定導線的電流來創建一種「臨時材料」。
研究團隊便使用精確的電流排列方式作為活性超材料﹐使電流流過特殊電線布置﹐以產生看起來好像來自另一個電源的磁場。首先他們製造出一個外部約20條金屬絲圍繞著一根內部金屬的空心圓柱體﹐當電流流經這些導線時會產生一個磁場﹐結果看起來就像內部導線實際上在設備外部一樣。
與此同時﹐研究人員發現了一種繞開恩紹定理的方法﹐發現遠端控制磁場的可能應用包括﹕量子技術與量子計算﹐能透過消除外部磁場的「噪音」以避免影響實驗讀數﹔神經影像學﹐在「經顱磁刺激(rTMS)」手術中﹐醫生可以更仔細處理需要刺激的大腦區域﹐比如治療抑鬱症﹔生物醫學﹐能從外部磁場操縱在體內移動的奈米機器人或磁性奈米粒子﹐改善體內藥物輸送方式或磁熱療。
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