Első ízben hoztak létre olyan mágneses féreglyukat, amelyben „eltűnik” a mágneses tér, és mágneses monopólusként jelenik meg a féreglyuk túloldalán. A felfedezés forradalmasíthatja az orvosi vizsgálatokban használt jelenlegi MRI-technikát.

Mik a féreglyukak?

Az elméleti fizikusok által feltételezett úgynevezett féreglyukak a világegyetem két távoli pontját összekötő kozmikus alagutak, amelyek a Csillagkapuhoz hasonló tudományos-fantasztikus művek közkedvelt témái. Az egyirányú féreglyukak lehetőségét Albert Einstein 1935-ben bizonyította be Nathan Rosen amerikai-izraeli fizikussal.

Fél évszázaddal később, 1985-ben Kip Stephen Thorne amerikai elméleti fizikus dolgozta ki tanítványaival a kétirányú féreglyukak elméleti alapjait. Több elméleti fizikus számításai szerint elvileg féregjáratok olyan nagyok lehetnek, hogy ember vagy űrhajó is mozoghatna bennük.

Fantáziagrafika a féreglyukon áthaladó űrjárműrőlForrás: wikimedia.org

Mágneses féreglyuk a laboratóriumban

A jelenlegi technológiai szint nem teszi lehetővé ilyen gravitációs féreglyukak létrehozását, mivel a mezőt olyan hatalmas nagyságú gravitációs energiával kellene befolyásolni, aminek előállításáról halvány elképzelésünk sincs.

Az elektromágnességben azonban a metaanyagok és a láthatatlanság kutatása terén elért eredmények lehetővé tették a kutatók számára, hogy számos tervvel álljanak elő a mágneses féreglyuk megvalósítására.

A barcelonai Universitat Autònoma fizikai tanszékének kutatóinak megterveztek és első ízben sikerült laboratóriumban előállítaniuk egy kísérleti féreglyukat, amely képes mágnesesen összekötni a tér két részét. A berendezés „lelke” egy olyan alagút, amely képes egyik pontról a másikra továbbítani a mágneses mezőt úgy, hogy egész úton érzékelhetetlen – láthatatlan – marad.

A mágneses féreglyuk 3D-s rajza (balra) azt mutatja, hogy a mágneses tér erővonalai (piros) a mágnest (jobb oldalon) elhagyva áthaladnak a féreglyukon. A jobb oldali ábra azt szemlélteti, hogy a féreglyuk mágneses értelemben véve láthatatlanForrás: Jordi Prat-Camps and Universitat Autònoma de Barcelona

A harmadik dimenzión túl

A kutatók metaanyagokat és metafelszíneket használtak a kísérleti alagút megépítéséhez. A forrásból – például mágnesből vagy elektromágnesből – származó mágneses tér izolált mágneses monopólusként jelenik meg a féreglyuk másik végén.

Ez az eredmény már önmagában is elég különleges, mivel mágneses monopólusok – azaz egy pólussal, akár északi, akár déli pólussal rendelkező mágnesek – nem léteznek a természetben. Az összhatás olyan, mintha a mágneses mező egy olyan dimenzión át haladna egyik pontról a másikra, amely kívül fekszik a hagyományos három dimenzión.

Többrétegű gömb alkotja a féreglyukat

A kísérletben használt féreglyuk egy több rétegből előállított gömb volt. A külső réteg felülete ferromágneses volt, a második réteget szupravezető anyag alkotta, és egy hengerbe tekert ferromágneses lap vezetett keresztül a gömb egyik oldaláról a másikra. A gömböt úgy készítették el, hogy kívülről mágnesesen észlelhetetlen, azaz a mágneses mezőt tekintve láthatatlan volt.

A mágneses féreglyuk a gravitációs analógja, mivel úgy változtatja meg a tér topológiáját, mintha a belső rész mágnesesen kitörlődne a térből”, magyarázta Àlvar Sánchez, a kutatások vezetője.

Az a) ábrán a féreglyuk 3D-s rajza, a b) ábrán pedig a felépítő rétegek láthatók. Kívül egy ferromágneses felületű héj, alatta egy szupravezető réteg, végül belül egy ferromágneses lapból összetekert cső találhatóForrás: Jordi Prat-Camps and Universitat Autònoma de Barcelona

Hasznos lehet az MRI-vizsgálatokhoz

Mostani kísérletekben részt vevő kutatók már 2014-ben építettek egy mágnesszálat, azaz egy olyan eszközt, amely képes átvinni a mágneses teret egyik végéről a másikra. Ez a szál azonban mágnesesen észlelhető. A most kifejlesztett féreglyuk azonban teljesen háromdimenziós eszköz, amely észlelhetetlen bármilyen mágneses mező számára.

Ez egy újabb lépést jelenthet azon alkalmazások fejlesztése terén, ahol mágneses mezőt használnak, például az orvostudományban. A technikával például növelhetik a betegek komfortérzését oly módon, hogy távolabb helyezhetik el az érzékelőket az MRI-készülékeknél, vagy lehetővé válik egyszerre több MRI-felvétel készítése a test különböző részeiről.