PRB ：一种超材料能以安全方式增加电磁力

顾汉现

作者：Yaroslav Urzhumov 来源：PRB

发布时间：2012-3-19 14:45:29

一种超材料能以安全方式增加电磁力

据美国物理学家组织网近日报道，美国杜克大学和波士顿学院的科学家利用特殊的人造超材料，可在不伤害有机体或不损坏电子设备的情况下，从理论上大幅提高电磁力，且无需增加所施加的电流。相关研究报告发表在《物理评论B》杂志网络版上。

电磁由电和磁两种场组成。交流电源会产生电场和磁场，增加两者之一通常也会导致另一个随之增长，但电场会在增加过度后出现问题。杜克大学电子和计算机工程系助理研究教授雅罗斯拉夫·乌尔佐莫夫表示，对于任何涉及人类尺度的电磁应用，产生强作用力所需的高密度电磁场都将干扰其他设备，并对包括人类在内的生物组织造成伤害。

如果电磁主要由磁场构成，这一问题的严重性将大幅降低，因为事实上生物物质和大多数传统的材料对于磁场来说都是透明的，然而我们却不能完全抑制电场。现在，一种磁性活跃的超材料能在理论上减少产生高磁场所需的电流量，从而降低环境中的电场，使高功率的电磁系统更加安全。

解决这一问题所需的超材料由波士顿学院的科研人员负责制造。其完全由人造结构组成，能显示出不同于自然物质的特性。这些超材料能够组装成大小、形状和特性不受局限的阵列，具体由它们的潜在用途所决定。

超材料能增加磁力而无需增加施加在源线圈上的电流。静磁表面的共振现象能使磁悬浮系统内悬浮物体的质量提高一个数量级，使用的电量则不会增加。以磁悬浮列车为例，传统的电磁可作为超材料的补充，以利用同样的电量生成强度更高的磁场。

电磁学目前广泛应用于多个领域和多种设备之中，如利用激光光镊操控微型粒子、打造潜在的高毁灭性武器等。而此次的理论发现对于磁悬浮列车方面的应用等均具有深广影响。（科技日报 张巍巍）