¿Se puede enfocar un campo magnético a distancia?

Question

Existen interesantes disposiciones de los imanes que pueden reforzar el campo en algunos lugares y debilitarlo en otros. Esto se discute en ¿Se pueden redirigir y concentrar los campos magnéticos en un punto? y ejemplos son el solenoide, el conjunto Halbach y un cono de hierro.

Sin embargo, todos ellos parecen tener un alcance limitado. En cambio, la luz puede enfocarse en un punto lejano, por ejemplo con una lente de aumento. Un rayo láser puede enfocarse de manera que se pueda detectar su reflejo en la Luna. Podemos comunicarnos con la Voyager 1 a 130 UA.

¿Es posible concentrar un campo magnético de tal manera que sea capaz, por ejemplo, de mover un clavo a un kilómetro de distancia? Si no es así, ¿cuál es la diferencia fundamental entre la luz y el campo magnético que es responsable de esta limitación?

Answer 1

Probablemente no. He aquí un argumento sencillo.

En primer lugar, la ley de Gauss implica que las líneas de campo magnético son cerradas. Por lo tanto, la concentración de líneas de campo tendría un aspecto similar al de la imagen siguiente. Sin embargo, entonces podríamos elegir un bucle cerrado en forma de rectángulo como el de la imagen, pero con los bordes curvados (en la imagen, los bordes son rectos). Los bordes se elegirían de manera que el primero, $HI$ siempre es a lo largo de una línea de campo en la región densa, $IJ$ es siempre perpendicular al campo magnético, $JK$ está siempre en dirección opuesta al campo en la región no densa y $KH$ es de nuevo perpendicular al campo magnético. Sin embargo, la aplicación de la ley de Ampere implica que el campo magnético medio a lo largo de $HI$ debe ser igual o más débil que el de $JK$ (el campo está curvado "fuera", como implica la localización, lo que hace que $JK$ en la práctica más corto que $HI$ ), lo cual es una contradicción.

Nótese que para las ondas electromagnéticas mi derivación no es válida, ya que la ley circuital de Ampere depende en realidad de la derivada temporal del flujo eléctrico a través de $HIJK$ .

Answer 2

A través de mis estudios con configuraciones de electroimanes y configuraciones de imanes permanentes puedo responder a dos de sus preguntas.

Usted nos pregunta: "¿Es posible enfocar un campo magnético de manera que pueda, por ejemplo, mover un clavo a un kilómetro de distancia? Si no es así, ¿cuál es la diferencia fundamental entre la luz y el campo magnético que es responsable de esta limitación?"

Puedo responder a ambas preguntas.

Así que usted pregunta: "¿Es posible concentrar un campo magnético de tal manera que sea capaz, por ejemplo, de mover un clavo a un kilómetro de distancia?"

La respuesta a esto es simplemente no, pero en cierto modo un campo magnético puede ser "enfocado" por así decirlo de tal manera que es casi uniforme. Por ejemplo, si tuvieras un solenoide de un metro de largo y lo pusieras sobre un núcleo de hierro, el campo magnético estaría "enfocado" pero en términos propios sería casi perfectamente uniforme. Pero para responder mejor a tu pregunta concreta. No, a día de hoy no se puede enfocar un campo magnético para mover un clavo a un kilómetro de distancia.

Bien, siguiente pregunta:

"Si no es así, ¿cuál es la diferencia fundamental entre la luz y el campo magnético que es responsable de esta limitación?"

Según los mejores científicos, no hay una respuesta para describir la diferencia entre la luz y los campos magnéticos. Además del hecho de que los campos magnéticos se conocen como fotones invisibles y la luz no es invisible.

Los científicos siguen tratando de averiguar la correlación entre la luz y los campos magnéticos y las diferencias entre ellos.

Answer 3

¿hay alguna forma de enfocar el campo magnético de forma similar al rayo de boyd bushman (también alguien sabe si se ha confirmado que esto funciona) y utilizando bobinas electromagnéticas? https://patents.google.com/patent/US5929732A/en