Инженеры создали концепт «магнитного плаща-невидимки» для защиты электроники

Инженеры из Университета Лестера представили концепцию устройства, способного магнитно «замаскировать» чувствительные компоненты, делая их невидимыми для обнаружения и защищая от помех.

3D и поперечные виды оптимизированного плаща из сверхпроводящего и мягкого ферромагнитного слоёв. Слева — без ферромагнетика, виден диамагнитный отклик сверхпроводника. Справа — демонстрация эффекта невидимости. Автор: University of Leicester

Магнитный плащ — это устройство, которое скрывает объект от внешних магнитных полей, перенаправляя их поток так, чтобы поле вело себя так, будто объекта не существует.

В журнале Science Advances команда впервые продемонстрировала, что практичные плащи можно создавать из комбинации сверхпроводников и мягких ферромагнетиков, причём в формах, пригодных для производства.

Используя вычислительные и теоретические методы, включая сложное математическое моделирование и высокопроизводительное моделирование на основе реальных параметров, исследователи разработали новую систему проектирования. Она позволяет создавать магнитные плащи для объектов любой формы, в то время как ранее такие разработки были в основном теоретическими или ограничивались простыми формами вроде цилиндров.

Исследование впервые показывает, как проектировать магнитные плащи для сложных, нерегулярных геометрий, встречающихся в реальном мире. Эти плащи также сохраняют свою эффективность в широком диапазоне силы поля и частот.

Такие технологии могут сыграть ключевую роль в защите чувствительной электроники и датчиков от магнитных помех — растущей проблемы в медицине, возобновляемой энергетике и космических технологиях. Нежелательные поля могут нарушать работу прецизионных инструментов, вызывая искажение сигналов, ошибки данных или сбои оборудования.

Исследование открывает путь к созданию магнитных плащей и направляющих, адаптированных под конкретные устройства, с использованием уже имеющихся в продаже материалов. Потенциальные области применения включают защиту компонентов в термоядерных реакторах, экранирование медицинских систем визуализации (например, МРТ-сканеров) и изоляцию квантовых сенсоров в навигационных или коммуникационных системах.

«Магнитная невидимость больше не является футуристической концепцией, привязанной к идеальным аналитическим условиям. Это исследование показывает, что практичные, производимые плащи для сложных геометрий достижимы, что открывает путь к решениям для защиты следующего поколения в науке, медицине и промышленности», — заявил доктор Гарольд Руис из Школы инженерии Университета Лестера.

Учёные отмечают, что следующим шагом станет изготовление и экспериментальное тестирование этих магнитных плащей с использованием высокотемпературных сверхпроводящих лент и мягких магнитных композитов. Уже запланированы последующие исследования и коллаборации для внедрения этих разработок в реальные условия.

Больше информации: Yusen Guo et al, Designing Functional Magnetic Cloaks for Real-World Geometries, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.aea2468.