Az orosz ITMO Egyetem fizikusai nemzetközi kutatócsapat segítségével olyan elektromágneses eszközt építettek, amely nem sugároz, legalábbis messzire, a benne lezajló különleges folyamatoknak köszönhetően. Az eszköz egy miniatűr antennából és egy üreges lemezből áll, előbbi 18 mm hosszúságú, utóbbi 6,4 mm átmérőjű, ezeket pedig úgy helyezték el egymásba, hogy az antenna által kibocsátott elektromágneses hullámok kioltsák a lemez által kibocsátott hullámok energiáját, emiatt a közvetlen közelben mért sugárzás rendkívül alacsony szintre csökkent.

Az előzetes szimulációk során rádiófrekvenciás sugárzáson tesztelték a szerkezet várható viselkedését, ez alapján arra a következtetésre jutottak, hogy akkor következik be a sugárzás értékének ilyen radikális csökkenése, ha a két egység (az antenna és a lemez) sugárzása nem a lemezt rezonanciába hozó frekvencián, hanem ennél valamivel magasabban van, abban a tartományban, ahol a keletkező, egymással ellentétes mezők ereje kompenzálja egymást. A szimuláció után az eszközt élesben végül nem rádióhullámokkal, hanem mikrohullámú frekvencián próbálták ki és a várakozásnak megfelelően működött a folyamat:

a közelében elhelyezett mérőantenna alig detektált sugárzást.

A meta-atom elnevezés az eszköz atomokkal analóg működésére utal, mivel ez is a közvetlen közelében koncentrálja az összes energiáját - írják az egyetem közleményében.

A rendszer működése az úgynevezett anapól hatáson alapul, amelyet Jakov Zeldovics orosz fizikus írt le az ötvenes években: megfigyelései szerint a gyenge kölcsönhatás olyan elektromos áramot indukál az atomon belül, amely egy toroid tekercsben folyó áramhoz hasonlít, az anapól állapot pedig azt jelenti, hogy a két elektromos pólus, a negatív és a pozitív nem különül el a paritássértés jelensége miatt. Paritássértés akkor történik, ha megtörik a részecskék térbeli szimmetriája a gyenge kölcsönhatásnak köszönhetően, amely különös jelenségeket eredményez: a balkezes, vagyis a bal irányba polarizált részecskékre hat, míg a jobbkezes részecskéket érintetlenül hagyja. A szimmetria megkövetelné, hogy egy részecske párja a pontos tükörképe legyen és ne lehessen megkülönböztetni őket egymástól a működésük alapján.

A paritássértést Csien-Siung Wu (Madame Wu) fedezte fel 1956-ban, néhány hónappal később pedig a kvantummechanikai kutatások pionírja, Wolfgang Pauli híressé vált mondásával fejezte ki meglepetését a váratlan megfigyeléssel kapcsolatban:

"Nem hiszem el, hogy Isten balkezes"

- írta Victor Weisskopf fizikusnak.

Visszatérve a sugárzás nélküli antennához, az ITMO kutatói szerint az anapól hatás okozza, hogy a különböző forrásokból származó elektromos áram által kibocsátott hullámok találkozása romboló hatást gyakorol egymásra, ez hozza létre végül a meta-atomot. Most, hogy a meta-atom léte és működése bizonyított, a jövőben felhasználhatják különféle készülékek építésére, például RF érzékelőkhöz és chipekhez, orvosi technológiák alkatrészeként vagy valamilyen vezeték nélküli elektromos átviteli eszköz készítéséhez.

(Fotó: Getty Images/oxygen, Wikimedia Commons, ITMO/ Anapole Meta-Atoms: Nonradiating Electric and Magnetic Sources)

További cikkek a témában:

Rádióhullám, mint újfajta energiaforrás Akármerre járunk a világban a láthatatlan elektromágneses sugárzás rádióhullám tartománya folyamatosan körbevesz minket és használatban van a digitális eszközök által. Miért ne lehetne felhasználni energiaforrásnak?
Fizikusok szerint az univerzum tele van a rejtélyes „kvintesszenciával” "Visszatértünk egy olyan helyzetbe, amikor semmilyen elképzelésünk sincs arról, hogy hogyan fog véget érni az Univerzum" - állította Sean Carroll elméleti fizikus a Nature hasábjain. Egy nemzetközi tudóscsoport szerint ugyanakkor az Univerzum gyorsuló tágulását egy „kvintesszenciának” nevezett rejtélyes anyag okozhatja, amely áthatja a kozmoszt.
A kvantumkristály felfedheti, ahogy a sötét anyag interakcióba lép a normál anyaggal A világegyetem legnagyobb részét olyan rejtélyes anyag alkotja, amelynek észlelésére csak közvetett módon van lehetőség. Miből áll a sötét anyag, ami úgy tűnik, hogy különbözik minden általunk ismert részecske felépítésétől? A kvantumösszefonódás választ adhat a kérdésre.