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Metamaterial: Drahtzylinder erzeugt Phantom-Magnetfeld

Ein kurioser Effekt erzeugt Magnetfelder scheinbar ohne Quelle. Auf diese Weise könnte man lokale Felder auch in den Körper hineinprojizieren.
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Eine spanische Arbeitsgruppe hat einen Weg gefunden, ein räumlich begrenztes Magnetfeld in einiger Entfernung von der Quelle zu erzeugen. Dazu nutzt das Team um Rosa Mach-Batlle von der Universitat Autònoma de Barcelona zylindrisch angeordnete, stromdurchflossene Drähte, die ein magnetisches Metamaterial bilden. Im Zentrum dieses Zylinders verläuft ein weiterer stromdurchflossener Draht als Quelle des Phantom-Magnetfeldes. Wie das Team in »Physical Reviews Letters« berichtet, wirkt das Metamaterial auf das Feld des Drahts wie eine Linse: In einem Raumbereich außerhalb des Zylinders entsteht ein Abbild des Magnetfelds – als wenn der Draht selbst dort verlaufen würde.

Magnetische Metamaterialien gibt es seit einigen Jahren, und sie sorgen für kuriose Effekte: So erzeugte ein Team von der gleichen Universität bereits ein magnetisches Wurmloch und eine magnetische Tarnkappe. Ähnlich wie bei optischen Metamaterialien, die einen negativen Brechungsindex haben, weisen magnetische Metamaterialien eine negative magnetische Permeabilität auf. Solche Stoffe gibt es nicht, aber man kann sich ihnen mit Hilfe besonders angeordneter stromdurchflossener Leiter annähern.

Mit Hilfe der magnetischen Metalinse löschte das Team um Rosa Mach-Batlle das Magnetfeld eines tatsächlichen Drahtes im »Brennpunkt« aus und zeigte so eine mögliche Verwendung des Effekts. Eine weitere praktische Anwendung sei außerdem, lokale starke Magnetfelder in Objekten zu erzeugen – zum Beispiel im Körper. Dadurch könnte man lokal gezielt die Freisetzung von Medikamenten steuern oder sogar Nanomaschinen ans Ziel bringen, schlägt die Arbeitsgruppe vor. Eine andere Anwendung sei die lokale magnetische Stimulation bestimmter Gehirnbereiche.

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