Магнитный диод

10.12.2018

Электрические диоды, которые проводят электрический ток в одном направлении и блокируют его прохождение в обратном направлении, являются одним из базовых видов электронных компонентов. В подавляющем большинстве случаев диоды можно найти в "ядре" любого электронного чипа или устройства, которые принципиально не смогут работать без этих устройств. За последние годы учеными были разработаны аналоги диодов, реализующих функцию односторонней проводимости для тепла, света и звуковых волн, а недавно физики из университета Инсбрука и Института квантовой оптики и квантовой информации создали первый магнитный диод и продемонстрировали его работоспособность в лабораторных условиях.

"Наше устройство делает возможной передачу магнитного поля от первого магнитного элемента, к примеру, постоянного магнита или катушки индуктивности, ко второму. Но когда роли этих двух элементов меняются, то передача магнитного поля блокируется" - рассказывает Хорди Прат Кампс (Jordi Prat Camps), ведущий исследователь. С технической точки зрения это означает, что взаимная магнитная связь между двумя элементами, которая в обычных условиях является абсолютно симметричной, становится кардинально асимметричной.

Ключевым компонентом магнитного диода является электрический проводник, движущийся с постоянной скоростью в определенном направлении, через который течет электрический ток. "Когда проводник располагается близко к магнитным элементам и перемещается с заданной скоростью, индуктивное сцепление между элементами приобретает однонаправленный характер и возникает магнитный аналог диода" - рассказывает Хорди Прат Кампс.

Системы из двух и большего количества магнитных элементов используются сейчас во множестве ключевых технологий, таких, как электродвигатели, трансформаторы, магнитные запоминающие устройства и установки магнитно-резонансной томографии. Но во всех этих технологиях используются элементы, имеющие симметричное магнитное сцепление. "Доступность нового магнитного компонента, диода, может открыть целую гамму новых возможностей для уже существующих технологий" - рассказывает Герхард Кирхмайр (Gerhard Kirchmair), - "К примеру, таким путем можно повысить эффективность беспроводных зарядных устройств, их которых энергия будет "вытекать" только в одном направлении, от зарядной станции к заряжаемому устройству, но не наоборот".

<< Назад: Космический ветер растянулся на 228 тысяч световых лет 11.12.2018

>> Вперед: Большой адронный коллайдер закрылся на реконструкцию 10.12.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Живопись точной физики 02.10.2024 Известная картина Винсента Ван Гога "Звездная ночь" продолжает вдохновлять ученых и искусствоведов благодаря своим уникальным особенностям. Новый детальный анализ этого произведения искусства показал, что в нем можно увидеть поразительное сходство с "скрытой турбулентностью" в атмосфере Земли. Это открытие подчеркивает глубину понимания природных процессов, которое обладал культовый художник. Недавние исследования подтверждают, что "Звездная ночь" гораздо более интересна, чем кажется на первый взгляд. Турбулентное небо на картине, полное закрученных вихрей и ярких звезд, демонстрирует удивительные аналогии с невидимыми процессами динамики жидкостей, происходящими в реальной атмосфере. Ученые, проанализировав мазки и цветовые переходы на картине, обнаружили поразительное соответствие между художественными элементами и физическими явлениями. Соавтор исследования Юнсян Хуан, специалист в области гидродинамики и океанографии из Университета Сямэня в Китае, отметил: "Картина раскрывает глубокое и интуитивное понимание природных явлений". Он предположил, что Ван Гог мог получить свое представление о турбулентности, наблюдая за движением облаков или благодаря врожденному чувству того, как зафиксировать динамику неба. Исследователи изучили 14 "вихрей" на небе картины, которые следовали закономерностям, описанным законом Колмогорова. Этот физический закон описывает, как атмосферные газы движутся в разных масштабах, в зависимости от инерционной энергии. На картине интенсивность желтых оттенков символизирует эту инерционную энергию, что подчеркивает, как художественные средства Ван Гога могут отражать физические явления. анализ мазков показал, что интервалы и вес отдельных мазков кисти соответствуют масштабированию Бетчелора. Это описание того, насколько малыми могут быть вихри и капли, прежде чем они рассеются в турбулентной жидкости. Данные находки демонстрируют, как даже в искусстве можно увидеть проявления сложных физических процессов. Интересный аспект заключается в том, что законы Колмогорова и Бетчелора были разработаны значительно позже, чем жил Ван Гог. Это позволяет сделать вывод о том, что художник не мог использовать современные знания о динамике жидкостей. Скорее всего, он черпал вдохновение из собственных наблюдений за природой, что делает его произведения еще более впечатляющими. Анализ картины "Звездная ночь" открывает новые горизонты понимания связи между искусством и наукой. Ван Гог, благодаря своим наблюдениям и интуитивному восприятию природы, создал произведение, которое сегодня можно рассматривать не только как шедевр живописи, но и как интересный объект для научных исследований. Это подчеркивает, что искусство может служить источником знаний о мире, побуждая нас исследовать и анализировать окружающую действительность с новой точки зрения.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025