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Magnetische Diode

10.12.2018

Elektrische Dioden, die den Strom in eine Richtung leiten und in der Gegenrichtung sperren, gehören zu den Grundtypen elektronischer Bauelemente. In den allermeisten Fällen befinden sich Dioden im „Kern“ jedes elektronischen Chips oder Geräts, das ohne diese Geräte grundsätzlich nicht funktionieren kann. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler Analoga von Dioden entwickelt, die die Funktion der Einwegleitung für Wärme-, Licht- und Schallwellen implementieren, und kürzlich haben Physiker der Universität Innsbruck und des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation die erste magnetische Diode geschaffen und seine Leistungsfähigkeit im Labor demonstriert.

„Unser Gerät ermöglicht es, das Magnetfeld vom ersten magnetischen Element, beispielsweise einem Permanentmagneten oder einer Spule, auf das zweite zu übertragen. Wenn sich aber die Rollen dieser beiden Elemente ändern, wird die Übertragung des Magnetfelds blockiert.“ “, sagt Jordi Prat Camps, leitender Forscher. Aus technischer Sicht bedeutet dies, dass die gegenseitige magnetische Verbindung zwischen zwei Elementen, die unter normalen Bedingungen absolut symmetrisch ist, radikal asymmetrisch wird.

Kernstück einer Magnetdiode ist ein elektrischer Leiter, der sich mit konstanter Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung bewegt und durch den ein elektrischer Strom fließt. „Wenn sich der Leiter in der Nähe der magnetischen Elemente befindet und sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt, wird die induktive Kopplung zwischen den Elementen unidirektional und es entsteht ein magnetisches Analogon der Diode“, sagt Jordi Prat Kamps.

Systeme aus zwei oder mehr magnetischen Elementen werden heute in einer Vielzahl von Schlüsseltechnologien wie Elektromotoren, Transformatoren, Magnetspeichern und Magnetresonanztomographen verwendet. Alle diese Technologien verwenden jedoch Elemente mit symmetrischer magnetischer Kopplung. „Die Verfügbarkeit eines neuen magnetischen Bauteils, der Diode, könnte eine ganze Reihe neuer Möglichkeiten für bestehende Technologien eröffnen“, sagt Gerhard Kirchmair, in die eine Richtung, von der Ladestation zum zu ladenden Gerät, aber nicht umgekehrt.

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