応用物理学：導電性非磁性物体の磁気的な微細操作

強磁性物体の磁気的な微細操作は十分に確立されており、物体の形状に応じて3〜6つの自由度が可能になっている。相当量の強磁性物質は含んでいないが導電性物質は含む物体にも、非接触で微細操作が望ましいものがある。時間変動磁場によって導電性物質に渦電流が生じ、その結果、渦電流と磁場の相互作用に起因して力とトルクが生じる。これまでこの現象は、物体が静磁場を通過する際にその物体の動きを遅くする抗力を生じさせたり、動磁場を用いてその物体に一方向の力を加えたりするのに使われてきたが、強磁性物体で実証されているような微細操作が導電性物体に用いられたことはなかった。今回我々は、複数の回転する磁気双極子場を用いることによって、導電性物体を6つの自由度で操作できることを示す。我々は、次元解析を、マルチフィジックス数値シミュレーションおよび実験的検証と組み合わせて用い、回転する磁気双極子場において導電性球体に生じる力とトルクの特性を評価した。そして我々は、得られたモデルを用いて、シミュレーションと物理実験で微細操作を行った。

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