Αόρατοι μαγνητικοί αισθητήρες μετρούν τα μαγνητικά πεδία χωρίς να τα ενοχλούν.
Επί του παρόντος, οι περισσότεροι από τους μαγνητικούς αισθητήρες που χρησιμοποιούνται στους σημερινούς υπολογιστές, τα αεροπλάνα, τα αυτοκίνητα και άλλα συστήματα διαστρεβλώνουν τα μαγνητικά πεδία που μετρούν. Αυτές οι στρεβλώσεις μπορούν να προκαλέσουν μείζονα προβλήματα σε ορισμένες εφαρμογές, ιδιαίτερα στις βιοϊατρικές τεχνικές, οι οποίες απαιτούν πολύ ακριβείς μετρήσεις.
Σε μια νέα μελέτη, οι ερευνητές έχουν σχεδιάσει αόρατους μαγνητικούς αισθητήρες ώστε να μπορούν να ανιχνεύσουν, αλλά να μην στρεβλώνουν τα μαγνητικά πεδία. Οι ερευνητές, Rosa Mach-Batlle, Carles Navau και Alvaro Sanchez στο Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης (Autonomous University of Barcelona), δημοσίευσαν ένα έγγραφο σχετικά με τους αόρατους μαγνητικούς αισθητήρες σε ένα πρόσφατο τεύχος του επιστημονικού περιοδικού Applied Physics Letters .
«Αυτή είναι η πρώτη πρόταση που καταστεί ένα μαγνητικό αισθητήρα αόρατο», δήλωσε ο Mach-Batlle. «Αυτή η μεθοδολογία μπορεί να γίνει ακριβής και σε ορισμένες περιπτώσεις, κάτι που δεν έχει επιτευχθεί ποτέ μέχρι τώρα».
Πολλοί μαγνητικοί αισθητήρες είναι κατασκευασμένοι από σιδηρομαγνητικά υλικά , τα οποία έχουν το πλεονέκτημα της ενισχυμένης ανιχνευσιμότητας σε σύγκριση με άλλα υλικά. Ωστόσο, το μειονέκτημα των σιδηρομαγνητικών υλικών είναι ότι προσελκύουν μαγνητικά πεδία προκαλώντας στρεβλώσεις στα ίδια τα μαγνητικά πεδία που ανιχνεύουν αυτοί οι αισθητήρες.
Το προκλητικό μέρος της παραγωγής των αόρατων μαγνητικών αισθητήρων είναι να ακυρώνονται ταυτόχρονα αυτές οι παραμορφώσεις, ενώ παράλληλα να επιτρέπουν στους αισθητήρες να ανιχνεύουν τα μαγνητικά πεδία. Προηγουμένως, οι ερευνητές είχαν σχεδιάσει μαγνητικούς μανδύες για τη συγκάλυψη των μαγνητικών αντικειμένων που καθιστούν αδύνατη την μαγνητική ανίχνευσή τους από το εξωτερικό. Ωστόσο, αυτοί οι μανδύες λειτουργούν με δύο τρόπους, 1.) Οι μανδύες των μαγνητικών αντικειμένων να απομονώνονται πλήρως 2.) Να μην ανιχνεύουν εξωτερικά μαγνητικά πεδία. Έτσι, ένας αισθητήρας με μανδύα δεν μπορούσε πλέον να λειτουργεί σωστά ως αισθητήρας.
Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές πρότειναν μια μέθοδο για να γίνει ένας αισθητήρας μαγνητικά αόρατος διατηρώντας παράλληλα την ικανότητά του να αντιλαμβάνεται. Η στρατηγική τους χρησιμοποιεί ένα σφαιρικό μαγνητικό κέλυφος που ακυρώνει τον κύριο όρο της παραμόρφωσης που δημιουργεί ο αισθητήρας ως ανταπόκριση στα εξωτερικά μαγνητικά πεδία. Το κέλυφος σχεδιάζεται επίσης με μικροσκοπικά “κενά αέρα” που επιτρέπουν στο κλάσμα του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου να φθάσει στον αισθητήρα. Θεωρητικά, το αόρατο μπορεί να γίνει τέλειο υπό ορισμένες συνθήκες – ειδικά, όταν ο αισθητήρας είναι σφαιρικός και το μαγνητικό πεδίο είναι ομοιόμορφο.
Σύμφωνα με το νεό μοντέλο των ερευνητών, το προτεινόμενο σφαιρικό κέλυφος πρέπει να είναι κατασκευασμένο από ένα υλικό με συγκεκριμένες ιδιότητες (συγκεκριμένα μια ακριβή διαμαγνητική διαπερατότητα) που δεν υπάρχουν στη φύση. Ωστόσο, οι ερευνητές αναμένουν ότι αυτές οι ιδιότητες μπορούν να εξομοιωθούν με μετα-υλικά που κατασκευάζονται από υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας. Στο μέλλον, οι ερευνητές σχεδιάζουν να διερευνήσουν περαιτέρω αυτές τις δυνατότητες καθώς και τις παραλλαγές της μαγνητικής μάσκας.
