Forscher des New Institute of Physics and Technology der ITMO University haben zusammen mit wissenschaftlichen Gruppen aus China, Deutschland und Australien eine Struktur geschaffen, die ein dynamisches elektromagnetisches Feld nur in sich selbst konzentriert und keine Energie in die Umgebung abstrahlt Raum. Dies wird zukünftige Generationen von drahtlosen Energieübertragungsgeräten, kontaktlosen Ladegeräten, hochpräzisen HF-Sensoren, Wandlern, Chips und Tags sowie medizinischen Geräten ermöglichen.
Um eine nichtstrahlende dynamische Quelle elektromagnetischer Wellen zu entwickeln, schlugen Wissenschaftler zunächst ein „Metaatom“vor, das auf dem Anapoleffekt basiert – wenn Wellen, die elektrische Ströme unterschiedlicher Konfiguration aussenden, in der Amplitude aber gleich sind gegenphasig. Somit unterdrücken sie sich gegenseitig in der Fernzone. Das Problem besteht darin, die dem Anapol entsprechenden Konfigurationen im erforderlichen Spektralbereich für die emittierende Struktur zu erh alten, denn bisher wurde dieses Problem nur im Zusammenhang mit der Lichtstreuung an Nanopartikeln in der Photonik gelöst.
“Meine Kollegen und ich schlugen vor, dass es auf der Grundlage des Anapoleffekts möglich ist, ein Metaatom zu schaffen, das keine Energie in die Fernzone abstrahlt und es ermöglicht, dass sich die gesamte elektromagnetische Energie in seiner Nahzone konzentriert. Mit einer bestimmten Konfiguration der Bestandteile der Quelle kann erreicht werden, dass sich die von verschiedenen Teilen ausgesandten Wellen in der fernen Wellenzone gegenseitig kompensieren und dadurch die Gesamtstrahlung unterdrücken“, erklärt Esmail Zanganeh, Doktorand an der New Physikalisch-technisches Institut der ITMO University und einer der Autoren der in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlichten Arbeit.
In der Studie betrachteten die Wissenschaftler zwei Arten von Strukturen nicht strahlender Quellen mit dem Anapol-Effekt. Wie die Wissenschaftler erklären, eignen sich zwei Varianten des Aufbaus für unterschiedliche Anwendungen, je nachdem, welche Art von Feldern im Quellbereich bevorzugt werden – elektrisch oder magnetisch. Superkompakte, nicht strahlende Quellen können in großem Umfang verwendet werden, um leistungsstarke drahtlose Energieübertragungssysteme, kontaktlose Ladegeräte, hochpräzise HF-Sensoren, Sensoren, Chips und Tags sowie medizinische Geräte herzustellen.
