Црвоточне рупе су спојеви научне фантастике који могу послати путнике кроз галаксије, а да не брину о путовањима од хиљаду година или космичким препрекама. Предвиђено опћом релативношћу, такви су предмети и даље само теоретски - осим ако нисте магнет.
Сличан садржај
- Да ли би астронаути преживели међузвездано путовање кроз црвоточину?
- Чудна физика може учинити невидљиву мачку видљивом
Тројка научника на Университат Аутонома де Барцелона изградила је уређај који функционише као својеврсна црвоточина за магнетна поља. Ако се уређај стави унутар примењеног магнетног поља, то је магнетно неодредиво. А ако кроз црвоточну рупу прође неко друго магнетно поље, чини се да у потпуности оставља простор, појављујући се само на оба краја.
Ова магнетна црвоточина неће телепортирати ништа другом систему звезда, али могла би понудити пут ка изградњи уређаја за магнетну резонанцу (МРИ) који не укључују постављање пацијената у клаустрофобичну цев.
Према теорији, црвоточина руши тканину простора-времена тако да се два удаљена места повезују, а путовање тунелом уопште не треба времена. Црвичне рупе физика није апсолутно забрањена, јер се показују у одређеним решењима Еинстеинове једнаџбе релативности, али међу физичарима постоји живахна расправа о томе да ли су могућа у нашем универзуму. Истовремено, претходне студије су показале да би у лабораторији могло бити изведен поједностављени црвоточник који би омогућио да електромагнетни таласи пролазе кроз невидљиви тунел.
Да би направио свој модел црвоточине, професор физике Алваро Санцхез и његов тим започели су са батеријом од 3, 2 инча бакра, итријума, кисеоника и угљеника - уобичајеном легуром комерцијалних суправодича. Окружили су га слојем пластике и прекрили га другим танким слојем феромагнетског материјала.
"Окружили смо га пажљиво дизајнираном 'мета површином' како бисмо отказали поље", каже Санцхез.
Слојевита сфера имала је рупу у њој, а кроз њу су истраживачи ставили ваљану металну цев која је такође била магнетизована - ефективно, мршави диполни магнет. Тим је укључио магнетно поље и ставио цео апарат унутра, користећи течни азот за хлађење сфере и одржавање суперпроводљивости металне легуре.
Обично ће се линије магнетног поља које окружују магнетизовани суперпроводник савити и искривити - за разлику од изобличења простора-времена изазваног интензивном гравитацијом. То се није догодило. Уместо тога, околно магнетно поље једноставно је прошло тачно поред сфере као да ништа тамо нема.
Илустрација магнетне црвоточине и њеног пресека који приказују слојеве унутра. (Јорди Прат-Цампс и Университат Аутонома де Барцелона) Последњи корак је био тестирање црвоточине. Магнетизирани цилиндар показивао је два пола све док није био послан у сферу. Док се кретао кроз уређај, чинило се да поље цилиндра искаче, приказујући се само на устима црвоточине. Док цилиндар није путовао брже од светлости, кретао се неометано и невидљиво између два простора простора, позивајући се на слику класичне црвоточине.
И док се цилиндар издизао са другог краја сфере, могао се видети само пол који је напредовао, стварајући илузију магнетног монопола - нешто што у природи заиста не постоји.
Матти Лассас, математичар са Хелсиншког универзитета који је проучавао магнетне огртаче, каже да је, иако је овај монопол илузија, и даље могао да пружи увид у начин на који се теоретски монополи могу понашати. "То је начин заварања једначина", каже он.
Са практичног становишта, демонстрација показује да можете заштитити магнетна поља како се она не би мешала, каже Санцхез. Овде долази апликација за МРИ машине.
Људско тело је углавном вода која садржи атоме водоника направљене од мањих честица званих протони који се сваки врте на некој осе. Обично су ови центрифуге насумично постављени. МРИ делује стварајући снажно магнетно поље, због чега се протони чине попут жељезних облога. Машина затим зрачи импулсе радио таласа у подручју које се слика, избацујући протоне из правца. Док се окрећу уназад како би се поново ускладили са магнетним пољем, протони испуштају радио таласе, а ткива тела „светлују“ у тим таласним дужинама.
Да би усмерили снажно магнетно поље ка телу, тренутне МРИ машине укључују стављање пацијента у џиновску магнетну завојницу охлађену на криогене температуре. Ове машине су у основи цеви сличне лијесу, за које многи пацијенти сматрају да су грчеви и анксиозност. Уместо тога, истезање сфере у облику жице могло би омогућити директно снажно и непрекидно поље на било који део тела који желите без да се притом залијепи за пацијента, каже Санцхез.
Поред тога, ефекат оклопа могао би инжењерима да направе МРИ који користи више сензора, користећи различите радио фреквенције и гледајући различите делове тела истовремено - без сметњи. Различите фреквенције би се могле користити за јасније осликавање делова тела које је теже видети када пацијент лежи склоњен са рукама у боку.
Лассас би могао да помогне и заштитити магнетна поља, поготово ако то можете урадити на малим површинама, а такође може помоћи и при сликању. Напомиње да обично морате уклонити било који метал из близине МР-а - било је случајева повреда док су незаштићени метални предмети летели по соби. Више од тога, метал омета слике.
"Донесете нешто мало и то поквари слику", каже он. "Тако да сада, ако имате ову магнетну црвоточину, имате цев и можете да пролазите ствари без ометања слике. Можда би неко могао да добије слику и да истовремено уради оперативни захват."
Такве апликације су ипак изузеће, а неки стручњаци на том пољу и даље су сумњичави да ће уређај бити користан за више од теоријског моделирања. "Не дају много детаља о свом [уређају] дизајну, тако да сам мало оклевао да подржим њихове закључке", каже сир Јохн Пендри, професор физике на Империал Цоллеге Лондон и ко-директор Центра за плазмонику и Метаматериалс.
"Ипак, истина је да се манипулисањем пропусности и пропустљивости могу симулирати нека изванредна тополошка изобличења простора, бар што се тиче електромагнетних поља."
