Inédito: Campos magnéticos são controlados à distância

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/11/2020

O controle de campos magnéticos à distância abre uma enormidade de aplicações.
[Imagem: Rosa Mach-Batlle et al. - 10.1103/PhysRevLett.125.177204]

Controle do magnetismo à distância

Físicos conseguiram derrubar uma teoria aceita há 178 anos, demonstrando que é sim possível controlar e até anular campos magnéticos à distância.

A descoberta deverá ter um sem-número de aplicações, alguns dos quais futurísticos e considerados "coisa de ficção científica" até agora.

Mas Rosa Batlle e seus colegas preferem apostar, ao menos no curto prazo, em melhores formas de diagnosticar e tratar pacientes com distúrbios neurológicos, como Alzheimer ou Parkinson. Com a capacidade de cancelar campos magnéticos externos "ruidosos", os médicos serão capazes de ver com mais precisão o que está acontecendo no cérebro e em outras partes do corpo.

"Partindo da questão fundamental de se era possível ou não criar uma fonte magnética à distância, sugerimos uma estratégia para controlar o magnetismo remotamente que acreditamos poderá ter um impacto significativo em tecnologias que dependem da distribuição do campo magnético em regiões inacessíveis, como dentro de um corpo humano," disse Rosa, da Universidade Autônoma de Barcelona, na Espanha.

Teorema de Earnshaw

O matemático britânico Samuel Earnshaw (1805-1888) criou o conhecido Teorema de Earnshaw em 1842, demonstrando as limitações da capacidade de formar campos magnéticos.

Mas Rosa e seus colegas conseguiram calcular uma forma de contornar essa teoria para cancelar efetivamente campos magnéticos à distância - por exemplo, campos magnéticos espúrios, que podem confundir as leituras de experimentos ou de escâneres de exames médicos.

Em termos práticos, eles criaram um dispositivo composto de um arranjo cuidadoso de fios elétricos que criam campos magnéticos adicionais precisamente ajustados para neutralizar os efeitos do campo magnético indesejado.

Embora um efeito semelhante já tivesse sido alcançado em frequências muito altas, esta é a primeira vez que o cancelamento remoto de campos magnéticos foi alcançado em frequências baixas e campos estáticos - como frequências biológicas.

"O controle do magnetismo, essencial para uma ampla gama de tecnologias, é dificultado pela impossibilidade de gerar um máximo de campo magnético no espaço livre. Aqui, propomos uma estratégia baseada na permeabilidade negativa para superar essa limitação estrita. Demonstramos experimentalmente que um metamaterial magnético ativo pode emular o campo de um fio de corrente à distância. Nossa estratégia leva a uma focalização sem precedentes dos campos magnéticos no espaço vazio e permite o cancelamento remoto de fontes magnéticas, abrindo o caminho para a manipulação de campos magnéticos em regiões inacessíveis," escreveu a equipe.

Esquema do dispositivo de controle magnético à distância.
[Imagem: Rosa Mach-Batlle et al. - 10.1103/PhysRevLett.125.177204]

Aplicações da manipulação de campos magnéticos

Entre as futuras aplicações da tecnologia de manipulação remota de campos magnéticos, a equipe cita:

• Tecnologias quânticas e computação quântica, onde o ruído de campos magnéticos externos pode afetar os qubits.
• Neuroimagem e terapias inovadoras, como uma técnica chamada "estimulação magnética transcraniana", que ativa diferentes áreas do cérebro por meio de campos magnéticos. Usando as técnicas descobertas pela equipe, os médicos poderão ser capazes de tratar com mais precisão as áreas do cérebro que precisam de estimulação.
• Biomedicina, para melhor controlar e manipular nanorrobôs e nanopartículas magnéticas dentro do corpo por meio de campos magnéticos externos. As aplicações potenciais para este desenvolvimento incluem a entrega de medicamentos e terapias de hipertermia magnética.

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