Hurrá, már ilyen is van! – Mármint elkészült a világ első elektromágneses örvényágyúja! Ez az eszköz fókuszált elektromágneses “fánk” alakú formákat hoz létre, amelyek hasonlítanak a levegőben és vízben előforduló természetes örvénygyűrűkhöz, és nekünk rögtön az a puska jutott eszünkbe, amivel leterítették Leia hercegnőt a Star Wars IV. epizódjában. A technológia mögötti elméletet közel három évtizede fogalmazták meg, és a végeredmény nem űrhercegnők elkábítása miatt lesz fontos, hanem a vezeték nélküli kommunikáció és a fejlett érzékelési technológiák szempontjából.

Az örvények a természetben akkor jönnek létre, amikor a folyadék- vagy gázáramlás okozta súrlódás lelassítja a környező anyagot, amely befelé görbülve gyűrűvé alakul. Ez a jelenség megfigyelhető például a természetben a medúzák és tintahalak mozgásában is. R.W. Hellwarth és P. Nouchi először 1996-ban vetették fel, hogy az elektromágneses sugárzás a fentihez hasonló elvek mentén “fókuszált fánká” alakítható. Azóta feltételezik tehát a tudósok, hogy hasonló örvényszerkezetek az elektromágneses mezőkben is létezhetnek – kis bökkenő volt ennek kapcsán, hogy arról fogalma sem volt senkinek, miként lehetne ilyeneket ténylegesen is létrehozni.

A Kínai Elektronikai Tudományos és Technológiai Egyetem, a szingapúri Nanyang Műszaki Egyetem és az Egyesült Királyság Southampton Egyetem kutatói azonban most megtalálták a módját, hogy 30 évvel a fenti elmélet megszületése után a valóságban is létrehozzák ezeket az elektromágneses örvényeket – számol be róla a Popular Mechanics.

Az Applied Physics Reviews-ban megjelent tanulmányban részletesen ismertetik a radiálisan polarizált kúpos kürtantennát, amit egyszerűbben elektromágneses rövény-ágyúnak is nevezhetünk. Az eszköz ultraszéles sávú, radiálisan polarizált antennák segítségével hoz létre forgó elektromágneses hullámszerkezetet. Kibocsátásakor az antenna nyomáskülönbséget idéz elő, ami örvénygyűrűk formájában jelenik meg, és ezek képesek nagy távolságokon át megőrizni az alakjukat és az energiájukat egyaránt.

A módszer azért is különleges, mert képes olyan elektromágneses impulzusokat előállítani, amelyek összetett topológiai jellemzőkkel, úgynevezett skyrmionokkal rendelkeznek. Ez utóbbiakhoz is tartozik őrülten hangzó, sci-fiből szalajtott elnevezés: “szubatomi hurrikánoknak” is hívják őket. Az ilyen impulzusok rendkívül stabilak, mivel terjedés közben képesek megőrizni rugalmasságukat és önregenáló tulajdonsággal is rendelkeznek – vagyis helyreállítják az alakjukat.

Mindez tényleg lenyűgözőn hangzik, de, mint már röviden kitértünk rá, gyakorlati haszna is van. Az elektromágneses örvényágyú forradalmasíthatja az adatátvitelt, hiszen az örvények szerkezete több információ kódolását teszi lehetővé, mint a hagyományos hullámok. Emellett új lehetőséget nyithat meg a metrológiában (méréstan) is, ahol az örvények szerkezeti integritásának megőrzése a környezeti zavarok közepette javíthatja a távérzékelést és a tárgyak felismerését. Ez pontosabb célpontazonosítást eredményezhet a védelmi rendszerekben vagy akár az űrkutatásban.

(A cikkhez használt kép illusztráció, a mesterséges intelligencia generálta/Rakéta.hu)