חיזוי כיצד גלים אלקטרומגנטיים אינטראקציה עם חומרים בקנה מידה הקטן ביותר

Nassim Haramein 2015 - The Connected Universe (יוני 2019).

Anonim

מהנדסי UCLA Samueli פיתחו כלי חדש כדי להדגים כיצד חומרים מגנטיים, המשמשים בסמארטפונים והתקני תקשורת אחרים, פועלים עם אותות רדיו נכנסים הנושאים נתונים. הוא חוזה במדויק את האינטראקציות הללו עד לסולמות הננומטריים הנדרשים לבניית טכנולוגיות תקשורת מתקדמות.

הכלי מאפשר למהנדסים לעצב סוגים חדשים של רכיבים מבוססי תדר רדיו המסוגלים להעביר כמויות גדולות של נתונים במהירות רבה יותר, ועם הפרעות רעש פחות. מקרים לשימוש עתידי כוללים טלפונים חכמים למכשירים ניטור לבריאות מושתלים.

חומרים מגנטיים יכולים למשוך או להדוף אחד את השני על בסיס הקוטב שלהם בכיוון חיובי ושלילי מסתיימות למשוך אחד את השני, בעוד שני חיובי או שני תשלילים להדוף. כאשר אות אלקטרומגנטי כמו גל רדיו עובר דרך חומרים כאלה, חומר מגנטי פועל כמו שומר סף, מניח את האותות הרצויים, אבל לשמור על אחרים. הם יכולים גם להגביר את האות, או להקטין את המהירות ואת עוצמת האות.

מהנדסים השתמשו בהשפעות הדומות לשומר הסף, הנקראות "אינטראקציות חומר גלים", כדי ליצור מכשירים המשמשים בטכנולוגיות תקשורת במשך עשרות שנים. לדוגמה, אלה כוללים במחזורים ששולחים אותות לכיוונים ספציפיים או מגבילי סלקציה בתדר שמפחיתים את הרעש על ידי דיכוי עוצמת האותות הלא רצויים.

כלי התכנון הנוכחיים אינם מקיפים ומדויקים מספיק כדי ללכוד את התמונה המלאה של המגנטיות במערכות דינמיות, כגון התקנים מושתלים. הכלים גם יש מגבלות בעיצוב של מוצרי האלקטרוניקה.

"הכלי החישובי החדש שלנו מטפל בבעיות אלה על ידי מתן מעצבי האלקטרוניקה נתיב ברור לכיוון להבין כיצד חומרים פוטנציאליים יהיה הכי טוב בשימוש בהתקני תקשורת", אמר Yuanxun "איתן" וואנג, פרופסור להנדסת חשמל ומחשבים שהוביל את המחקר. "חבר את המאפיינים של הגל ואת החומר המגנטי, ומשתמשים יכולים בקלות לדמות את ההשפעות הננומטריות במהירות ובדייקנות, ולדעתנו, מערכת מודלים זו היא הראשונה שמשלבת את כל הפיזיקה הקריטית הנחוצה לניבוי התנהגות דינמית".

המחקר פורסם בגיליון יוני 2018 של הוצאת IEEE עסקאות על תורת המיקרו וטכניקות.

כלי החישוב מבוסס על שיטה המפתחת במשותף את משוואות מקסוול המוכרות היטב, המתארות כיצד חשמל ומנגטיזם פועלים ומשוואת לנדאו-ליפשיץ-גילברט, המתארת ​​כיצד מגנטיזציה נע בתוך אובייקט מוצק.

הסופר הראשי של המחקר ז'י יאו הוא חוקר פוסט-דוקטורט במעבדה של וואנג. המחברים הם רוסטו אומוט טוק, חוקר פוסט-דוקטורט במעבדה של וואנג, וטטסו איטו, פרופסור מכובד להנדסת חשמל ומחשבים באוניברסיטת קליפורניה, ויו"ר נורת'רו גראמן בהנדסת חשמל. Itoh הוא גם יאו של יועץ משותף.

הצוות פועל לשיפור הכלי כדי להסביר סוגים רבים של חומרים מגנטיים ולא מגנטיים. שיפורים אלה יכולים להוביל אותו להיות "פותר אוניברסלי", מסוגל להסביר עבור כל סוג של גל אלקטרומגנטי אינטראקציה עם כל סוג של חומר.

קבוצת המחקר של וואנג קיבלה באחרונה מענק בסך 2.4 מיליון דולר מהקרן למחקר מתקדם למחקר מתקדם כדי להרחיב את יכולת הדוגמנות של הכלי כדי לכלול תכונות חומר נוספות.

menu
menu