Research press release

【物理】磁場が通り抜けるワームホール

Scientific Reports

Physics: A magnetic wormhole

ある地点の磁場を磁気的に検出できない経路によって別の地点に移動させる球形のワームホールが構築され、実証されたという報告が、今週掲載される。

ワームホールとは、時空の2つの離れた領域を結ぶ仮説上の通路をいう。これまでに電磁波のためのワームホール、つまり、三次元空間の2つの地点を結ぶ透明のトンネルに電磁波を伝播させるための理論的設計が提案されていた。

今回、Alvaro Sanchezたちは、この理論的設計から着想を得て、磁場のための球形ワームホールを構築した。その際に用いられたのが磁性を有するメタマテリアルとメタ表面(自然に存在しない特性を有するように設計された材料と表面)だ。Sanchezたちは、このワームホールの一方に置かれた磁場源から発生した磁場がワームホールに入った後、もう一方から単極磁場に類似した孤立した磁場として出現し、磁場が突然現れたかのような感じを受けることを実証した。Sanchezたちは、このワームホールが磁気的に透明な状態を保ったままで、その内部を磁力線が通過するという考え方を示した上で、今回の研究を磁気共鳴画像化(MRI)など磁気が関係する医療技術に応用できる可能性があるという見解を示している。

A spherical wormhole capable of transporting a magnetic field from one point to another along a path that is magnetically undetectable is demonstrated in Scientific Reports this week.

Wormholes are hypothetical passages capable of connecting two distant regions of space-time. A theoretical design to create a wormhole for electromagnetic waves has previously been proposed, in which electromagnetic waves propagate as if appearing in 3D-space with an invisible tunnel connecting the two points.

Inspired by this model, Alvaro Sanchez and colleagues used magnetic metamaterials and metasurfaces (materials and surfaces engineered to have properties not found in nature) to construct a spherical wormhole for a magnetic field. The authors demonstrate that a magnetic field from a source at one end entering the wormhole appears at the other end as an isolated magnetic monopolar-like field, creating the illusion of a magnetic field coming out of nowhere. The authors propose that their wormhole allows the passage of magnetic field lines through its interior while being magnetically invisible. The authors suggest that their work could have potential applications in medical techniques involving magnetism, such as magnetic resonance imaging (MRI).

doi: 10.1038/srep12488

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