2024-03-19T06:28:40Zhttps://www.tdx.cat/oai/requestoai:www.tdx.cat:10803/3091382017-09-20T14:56:40Zcom_10803_120col_10803_125
nam a 5i 4500
Magnetisme
Magnetismo
Magnetism
Metamaterials
Metamateriales
Metamaterials
Shaping magnetic felds with superconductor-metamaterial hybrids
[Barcelona] :
Universitat Autònoma de Barcelona,
2015
Accés lliure
http://hdl.handle.net/10803/309138
cr |||||||||||
AAMMDDs2015 sp ||||fsm||||0|| 0 eng|c
9788449054860
Prat Camps, Jordi,
autor
1 recurs en línia (102 pàgines)
Tesi
Doctorat
Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física
2015
Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física
Tesis i dissertacions electròniques
Sánchez Moreno, Álvaro,
supervisor acadèmic
Navau Ros, Carles,
supervisor acadèmic
TDX
El magnetisme és molt important en diverses àrees de la ciència i la tecnologia, cobrint un rang molt ampli d'escales i temes. En aquesta tesis presentem el desenvolupament teòric i la realització experimental de diversos dispositius nous pel control dels camps magnètics. Pel disseny d'aquests s'han emprat diverses estratègies; la teoria de l'òptica de transformació s'ha combinat amb resultats obtinguts directament de les equacions de Maxwell, i les propostes idealitzades han esdevingut dispositius reals mitjançant la combinació de materials ferromagnètics i superconductors formant diferents metamaterials magnètics.
En primer lloc presentem l'estudi referent a les capes invisibilitat magnètica. De manera anàloga a com actuaria una capa d'invisibilitat per llum visible, una capa d'invisibilitat magnètica evita que els camps penetrin al seu interior al mateix temps que la capa i el seu contingut són magnèticament indetectables des de l'exterior. En aquesta tesis presentem el desenvolupament de diferents dissenys de capa d'invisibilitat, centrant-nos en un sistema bicapa superconductor-ferromagnètic. Aquesta bicapa ha estat construïda i provada amb èxit.
La concentració de camps magnètics també ha estat estudiada. Hem dissenyat una capa concentradora magnètica cilíndrica, la qual concentra els camps magnètics aplicats externs en el seu orifici interior. Alhora, aquesta mateixa capa expulsa el camp magnètic cap a l'exterior quan la font de camp se situa a l'orifici interior. S'han fabricat algunes d'aquestes capes concentradores emprant materials superconductors i ferromagnètics i les seves propietats s'han verificat experimentalment. A més a més també hem demostrat que les capes permeten incrementar l'acoblament magnètic entre circuits. Aquesta propietat l'hem aplicat experimentalment per demostrar que les capes concentradores permeten millorar la transmissió d'energia elèctrica sense fils.
Seguidament hem estudiat la transmissió de camps magnètics. A diferència de les ones electromagnètiques que es propaguen fàcilment dins de guies d'ones o fibres òptiques, els camps magnètics decauen ràpidament a mesura que ens allunyem de la font. A fi de superar aquesta limitació hem desenvolupat un sistema de "mànega magnètica" que permet la transferència de camps magnètics estàtics fins a llargues distàncies i que es pot construir combinant adequadament capes superconductores i ferromagnètiques. El disseny l'hem validat a partir de simulacions numèriques i desenvolupaments analítics. Algunes "mànegues" s'han fabricat i les seves propietats ha estat experimentalment demostrades.
Finalment hem desenvolupat un forat de cuc magnètic. Inspirats pels forats de cuc cosmològics, que connecten dos punts de l'espai a través d'un camí que se situa fora de l'espai tridimensional convencional, hem desenvolupat un dispositiu capaç de crear l'efecte equivalent per camps magnètics estàtics. Així, el forat de cuc magnètic connecta magnèticament dos punts de l'espai a través d'un camí que és magnèticament indetectable. El dispositiu està format per una "mànega magnètica" recoberta d'una esfera superconductora i una "metasuperfície" ferromagnètica. Les seves propietats han estat estudiades teòricament i el dispositiu ha estat construït. Això ha permès demostrar, també, les seves característiques de manera experimental.
En resum, aquesta tesis conté el desenvolupament teòric i la realització experimental de diversos dispositius que permeten la manipulació de camps magnètics. A banda d'estudiar diversos problemes concrets com la invisibilitat magnètica, la concentració o la transmissió de camps, la present recerca ha donat lloc a tot un conjunt d'"eines" que permeten el control i la manipulació de camps magnètics d'una manera general.
a
ES-BaCBU
cat
rda
ES-BaCBU
text
txt
rdacontent
informàtic
c
rdamedia
recurs en línia
cr
rdacarrier