Cacing adalah fiksyen sains fiksyen yang boleh menghantar pelancong ke seluruh galaksi tanpa perlu bimbang tentang perjalanan 1, 000 tahun atau sekatan jalan raya kosmik. Diramalkan oleh relativiti umum, objek tersebut masih hanya teori-kecuali anda magnet.
Kandungan Terkait
- Adakah Angkasawan Akan Bertahan Perjalanan Sepintas Lalu Melalui Lubang?
- Fizik Aneh Boleh Membuat Kucing Tak Tak Boleh Dilihat
Trio saintis di Universitat Autònoma de Barcelona telah membina sebuah peranti yang berfungsi sebagai jenis lubang lapis untuk medan magnet. Jika peranti dimasukkan ke dalam medan magnet yang digunakan, ia tidak dapat dikesan secara magnetik. Dan jika medan magnet lain bergerak melalui lubang cacing, ia kelihatan meninggalkan ruang sama sekali, hanya muncul di kedua ujungnya.
Cacing magnetik ini tidak akan menelefon apa-apa kepada sistem bintang lain, tetapi ia boleh menawarkan laluan untuk membina mesin pencitraan resonans magnetik (MRI) yang tidak melibatkan meletakkan pesakit dalam tiub klasustik.
Menurut teori, lubang cacing berkerut dengan kain ruang-waktu sehingga dua tempat yang jauh menjadi terhubung, dan perjalanan melalui terowong tidak memerlukan waktu sama sekali. Wormholes tidak semestinya dilarang oleh fizik, kerana ia muncul dalam penyelesaian persamaan relativiti Einstein, tetapi ada perdebatan yang meriah di kalangan ahli fizik tentang sama ada ia mungkin di alam semesta kita. Pada masa yang sama, kajian terdahulu menunjukkan bahawa mungkin untuk membina lubang cacing yang mudah di makmal yang membolehkan gelombang elektromagnetik bergerak melalui terowong yang tidak kelihatan.
Untuk membuat lubang jarum model mereka, profesor fizik Alvaro Sanchez dan pasukannya bermula dengan sfera 3, 2 inci tembaga, yttrium, oksigen dan karbon-aloi biasa untuk superkonduktor komersil. Mereka mengelilinginya dengan lapisan plastik, dan menutupnya dengan lapisan nipis ferromagnet yang lain.
"Kami mengelilinginya dengan 'metasurface' yang direka dengan teliti untuk membatalkan lapangan, " kata Sanchez.
Lingkaran berlapis mempunyai lubang di dalamnya, dan melalui itu penyelidik meletakkan tiub logam yang digulung-up yang juga magnet-berkesan, magnet dipole yang kurus. Pasukan ini menghidupkan medan magnet dan meletakkan seluruh peralatan di dalamnya, menggunakan nitrogen cair untuk menyejukkan sfera dan mengekalkan superkonduktivitas aloi logam.
Biasanya, garisan medan magnet yang mengelilingi superkonduktor magnetik akan membengkok dan menjadi terdistorsi-tidak seperti penyimpangan ruang-waktu yang disebabkan oleh graviti yang sengit. Itu tidak berlaku. Sebaliknya, medan magnet di sekeliling hanya dilepaskan tepat oleh sfera seolah-olah tiada apa-apa.
Satu ilustrasi lubang cacing magnetik dan keratan rentasnya menunjukkan lapisan di dalamnya. (Jordi Prat-Camp dan Universitat Autònoma de Barcelona) Langkah terakhir adalah menguji lubang cacing. Silinder magnetik menunjukkan dua tiang hingga ia dikirim ke dalam sfera. Apabila ia bergerak melalui peranti, medan silinder itu seolah-olah berkedip, hanya menunjukkan di mulut lubang jarum. Walaupun silinder tidak bergerak lebih cepat daripada cahaya, ia bergerak tanpa rasa tidak puas dan tidak kelihatan di antara dua rantau ruang, memanggil imej lubang lapis klasik.
Dan sebagai silinder muncul dari ujung lain sfera, hanya tiang yang melekat dapat dilihat, mencipta ilusi monopole magnet-sesuatu yang tidak benar-benar wujud dalam alam semula jadi.
Matti Lassas, seorang ahli matematik di University of Helsinki yang mempelajari kaitan magnet, mengatakan bahawa walaupun monopole ini adalah ilusi, ia masih dapat memberikan gambaran tentang cara-cara monopoli teoritis mungkin berlaku. "Ia adalah satu cara untuk menipu persamaan, " katanya.
Dari segi praktikal, demonstrasi menunjukkan bahawa anda boleh melindungi medan magnet supaya tidak mengganggu satu sama lain, kata Sanchez. Di sinilah aplikasi mesin MRI masuk.
Tubuh manusia kebanyakannya air, yang mengandungi atom-atom hidrogen yang terbuat dari zarah-zarah kecil yang dipanggil proton yang masing-masing berputar pada paksi. Biasanya putaran ini diselaraskan secara rawak. MRI berfungsi dengan menghasilkan medan magnet yang kuat, yang menjadikan proton linear seperti pemfailan besi. Mesin itu kemudian menyentuh denyutan gelombang radio di kawasan itu untuk ditayangkan, mengetuk proton daripada penjajaran. Apabila mereka kembali ke arah semula dengan medan magnet, proton melepaskan gelombang radio, dan tisu badan "bersinar" pada panjang gelombang tersebut.
Untuk mengarahkan medan magnet yang kuat di dalam badan, mesin MRI semasa melibatkan meletakkan pesakit di dalam gegelung magnet gergasi yang disejukkan kepada suhu kriogenik. Mesin-mesin ini pada dasarnya adalah tiub keranda, yang mana banyak pesakit yang mengalami kesakitan dan keresahan. Sebaliknya, membentangkan sfera ke dalam bentuk dawai mungkin memungkinkan untuk mengarahkan medan yang kuat dan tidak terputus di mana-mana bahagian badan yang anda inginkan tanpa melindungi pesakit, kata Sanchez.
Di samping itu, kesan perisai mungkin membolehkan para jurutera membina MRI yang menggunakan pelbagai sensor, menggunakan frekuensi radio yang berbeza dan melihat bahagian badan yang berbeza pada masa yang sama tanpa gangguan. Kepelbagaian frekuensi boleh digunakan untuk bahagian-bahagian imej yang lebih jelas dari tubuh yang lebih sukar untuk dilihat apabila pesakit itu berbelit dengan tangan mereka di sisi mereka.
Mampu melindungi medan magnet, terutama jika seseorang boleh melakukannya di kawasan kecil, juga dapat membantu pencitraan ketika melakukan pembedahan, kata Lassas. Beliau menyatakan bahawa biasanya anda perlu mengeluarkan sebarang logam dari kawasan sekitar MRI-terdapat kes-kes kecederaan kerana objek logam tidak selamat terbang di seberang bilik. Lebih daripada itu, logam mengganggu pengimejan.
"Anda membawa sesuatu yang kecil, dan merosakkan imej itu, " katanya. "Jadi sekarang jika anda mempunyai lubang cacing magnetik ini, anda mempunyai tiub dan anda boleh lulus perkara tanpa mengganggu imej. Mungkin seseorang boleh mendapatkan imej dan melakukan pembedahan pada masa yang sama."
Aplikasi sedemikian adalah jalan keluar, walaupun, dan beberapa pakar dalam bidang masih ragu-ragu bahawa peranti ini akan berguna untuk lebih daripada pemodelan teoritis. "Mereka tidak memberikan banyak maklumat mengenai reka bentuk [peranti] mereka, jadi saya agak teragak-agak untuk mengesahkan kesimpulan mereka, " kata Sir John Pendry, seorang profesor fizik di Imperial College London dan pengarah bersama Pusat Plasmonik & Metamaterials.
"Memang benar, dengan memanipulasi permittivity dan permeabilitas, beberapa gangguan ruang topologi luar biasa boleh disimulasikan, sekurang-kurangnya sejauh medan elektromagnetik."
