Магнитное поле земли и здоровье человека

Сейфулла Р.Д. 
М.: ООО «Самполиграфист», 2013. 120 с.

Магнитное поле Земли в первом приближении представляет собой диполь, полюса которого располагаются рядом с полюсами планеты. Магнитное поле – разновидность электромагнитного поля, создаваемого движущимися электрическими зарядами или токами и оказывающая силовое воздействие на движущиеся заряды или токи. Поле определяет магнитосферу, которая отклоняет частицы солнечного ветра. Они накапливаются в радиационных поясах – двух концентрических областях в форме экватора вокруг Земли. Около магнитных поясов эти частицы могут «высыпаться» в атмосферу и приводить к появлению полярных сияний. Нашу планету окружает магнитное поле, которое существует с момента её формирования. Всё, что находится на Земле подвержено действию невидимых силовых линий этого поля. Именно это обстоятельство заинтересовало нас в большей степени, так как структура и функция Земли, а также и человеческого организма тесным образом связана с наличием электрических зарядов, которые определяют все процессы, связанные с жизнедеятельностью всех организмов, находящихся на её поверхности, в воде, в почве, в воздухе. Земля обладает электрическим и магнитным полем. Вся планета имеет отрицательный заряд, а ионосфера положительный. Линии напряженности электрического поля направлены сверху (от ионосферы) вниз (к Земле). Напряженность поля порядка Е = 120 – 130 в/м. Проведя несложные вычисления был сделан вывод, что в электромагнитном поле Земли заключена колоссальная энергия. Проблема получения энергии из магнитного поля Земли весьма актуальна для человечества. Такой приёмник — генератор был сделан ещё в 1889 году Николой Тесла, но правительство США запретило разглашать эту тайну по коммерческим соображениям. В теле человека имеется своё силовое поле, вследствие протекания крови по сосудам. В здоровом теле человека и в нормальных атмосферных условиях имеется полное соответствие и взаимодействие внешнего и внутреннего магнитных полей. Кроме того, существует магнитное поле Солнца, космических галактик и Земли, которые оказывают своё действие на поведение человека и животных (перелётных птиц, рыб, членистоногих, насекомых), которые безошибочно определяют направления движения на тысячи километров.

Оказалось, что изменение магнитного поля Земли является причиной многих заболеваний, которые лечатся другими способами, что требует особого внимания специалистов и лечащих врачей. Так называемые магнитные бури, в которых принимают участие Солнце, солнечный ветер, а также магнитное поле Земли создают много проблем и являются причиной ненормального поведения человека, в том числе и криминального, а также тяжелейших заболеваний: инсультов мозга, инфарктов миокарда, психических расстройств, ДТП и другого криминального и суицидального поведения, о чем пойдёт речь ниже. Японский врач – исследователь Киочи Накагава обратил внимание в середине ХХ века на то, что дефицит магнитного поля Земли является причиной многочисленных заболеваний, которые он объединил общим названием синдром дефицита магнитного поля Земли . Накагава, а также другие ученые поддержали это открытие и предложили проводить коррекцию магнитного поля при его дефиците, при помощи магнитотерапии, что позволило проводить профилактику и лечение многих заболеваний при помощи компенсации недостающего магнитного поля. Это касается, прежде всего, сердечно-сосудистой системы, которая занимает в настоящее время первое место среди других заболеваний. Дело в том, что каждая молекула в магнитном поле вытягивается и поляризуется. Один её конец становится северным магнитным полюсом, а другой — южным. В таком виде каждая молекула легче вступает в электрохимические реакции и в организме идёт правильный обмен веществ. Резкое усиление магнитного поля при магнитной буре или геомагнитной зоне всегда отрицательно сказывается на самочувствии человека. Однако, отсутствие или ослабление магнитного поля является для организма критической ситуацией. Дополнительным фактором риска является электромагнитный смог (создаваемый компьютерными дисплеями, электробытовыми приборами, TV и другими) уменьшают воздействие на наш организм геомагнитного поля Земли. У вернувшихся из космического полёта космонавтов обнаруживали остеопороз, тяжелую депрессию и другие патологические состояния. Важной составляющей для нормализации физиологических функций является восстановление полярности клеток и активизация работы ферментных систем, а также улучшения кровообращения. Автор в течение 33 лет занимается проблемами спортивной фармакологии со спортсменами высшей квалификации, что требует нестандартных, недопинговых подходов (к подготовке спортсменов экстра — класса) особенно восстановления. Поэтому нас заинтересовала, в своё время, проблема дефицита магнитного поля Земли и соответствующие меры её коррекции для того, чтобы повысить работоспособность физически одарённых спортсменов без применения искусственных стимуляторов. Автор не ставил перед собой задачи процитировать всех авторов, которые занимались проблемами магнитного поля Земли, так как их существует многие тысячи как в нашей стране, так и за рубежом, а попытался продемонстрировать основные тенденции этой проблемы, касающихся здоровья человека.

Издание носит научно-популярный характер. В космосе постоянно работают и накапливают необходимый опыт для межпланетных полётов коллективы отечественных и зарубежных ученых исследователей для перспективы создания постоянно действующих обитаемых станций с человеком и разработки полезных ископаемых.
 

---

Часть I.
Природа магнитного поля Земли и влияние его на человека

Глава 1. Вселенная и строение солнечной системы
Глава 2. Солнечная система во вселенной
Глава 3. Напряженность магнитного поля Земли
Глава 4. Позитивные свойства магнитного поля Земли
Глава 5. Роль магнитного поля в жизнедеятельности человека
Глава 6. Атмосфера Земли
Глава 7. Влияние магнитных бурь на организм человека

Часть II.
Электрические и магнитные свойства при передаче нервного импульса

Глава 8. Поляризация мембраны живой клетке
Глава 9. Живые ткани как источник энергетических потенциалов
Глава 10. Синдром дефицита магнитного поля Земли
Глава 11. Коррекция магнитного поля спортсменов при помощи магнитотерапии
Глава 12. Естественный баланс дефицита магнитного поля Земли
Глава 13. Влияние магнитного поля Земли на космонавтов
Глава 14. Биоэлектрические явления (при эпилепсии) в процессах передачи информации в организме
Глава 15. Патофизиологические причины эпилепсии
Глава 16. Межнейронные связи при передаче информации в организме 
Глава 17. Необходимые условия для нормальной работы ЦНС
Глава 18. Профилактическое действие магнитотерапии при дефиците магнитного поля
Глава 19. О пользе магнитов при дефиците магнитного поля Земли
Глава 20. Перспективы развития цивилизаций

Магнитное поле — все статьи и новости

Магнитное поле — это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным моментом. Это одна из пяти известных нам сил, управляющих Вселенной от микромасштабов до масштабов межгалактических. С тех пор как Джеймс Клерк Максвелл связал в своих знаменитых пяти уравнениях электродинамики электричество и магнетизм, объединение всех пяти сил стало для физиков одной из главных задач. В так называемой Стандартной модели им удалось объединить слабое взаимодействие с электромагнитным. С Великим объединением, включающим в силовой союз и сильное взаимодействие, пока не получается, но уже в наличии прогресс в виде множества моделей. Вопрос за малым: каким-то образом, объединить все это еще и с гравитацией.

Похоже, что магнитное поле — непременное условие для существования жизни. Оно представляет собой единственную защиту от убивающей радиации Солнца. По одной из гипотез истории Марса, у него в далекой древности были моря и воздух, но потом что-то сильно его ударило и лишило магнитного поля. Атмосферу снесло солнечным ветром, океан, тогда существовавший, усох, и сегодня он непригоден для жизни.

О магнитах и их силе люди, наверное, знали, чуть ли не с момента появления у них разума. Самый первый компас — сынань — был изобретен в Китае еще в третьем веке до н.э. Однако «по-настоящему» магнитное поле люди начали изучать лишь в Средние века. В 1269 году французский ученый Петр Перегрин (рыцарь Пьер из Мерикура) отметил магнитное поле на поверхности сферического магнита, применяя стальные иглы, и определил, что получающиеся линии магнитного поля пересекались в двух точках, которые он назвал «полюсами» — по аналогии с полюсами Земли. Почти три столетия спустя Уильям Гилберт Колчестер, заложивший основы магнетизма как науки, впервые определенно заявил, что сама Земля является магнитом. В XVIII-XIX веках ученые доказали, что у магнита обязательно должно быть два полюса, а также то, что электрический ток может порождать магнитное поле и наоборот. Ампер, Фарадей, Кельвин и Максвелл завершили классическое описание электромагнитного поля.

Изображение: NASA

Проявить магнитное поле: ученые НИТУ «МИСиС» создали уникальный прибор, позволяющий визуализировать магнитное поле

Научному коллективу НИТУ «МИСиС» удалось решить проблему определения магнитных полей в пространстве: при помощи разработанного магнитометра можно получать точную информацию о силе, конфигурации, величине и даже дефектах магнитного поля. Прибор будет применяться для тестирования магнитных полей и создания оптимальной конфигурации магнитной системы при создании экономичных и массовых моделей магнитно-резонансных томографов (МРТ) для городских поликлиник и частных медицинских кабинетов.

Точное определение магнитного поля и его параметров является важным условием развития современных технологий — автоматизация промышленной техники и системы определения координат, магнитные карты и сотовые телефоны — все они и многие другие основаны на определении магнитного поля Земли. Мощное магнитное поле удерживает конструкцию во время сварочных или монтажных работ, определяет дефекты в стратегических объектах: полотне железной дороги, трубопроводах, мостах, с его помощью достигнут рекорд скорости наземного транспорта — 603 км/ч, которую развивает знаменитый шанхайский поезд-маглев и тд.

Однако существующие методы обнаружения и оценки магнитных полей, так называемые методы «декорации» (например, магнитная жидкость и пластины) весьма условны, и не дают точной информации. Чтобы определить распределение магнитных полей в пространстве, требуется применение специальных приборов. Именно эту проблему и удалось решить коллективу инженеров кафедры цветных металлов и золота НИТУ «МИСиС».

«Сканирующий магнитометр, созданный в нашей лаборатории, представляет собой немагнитную сканирующую систему на основе 2D-плоттера, трехкомпонентный датчик магнитного поля и систему сбора данных, —

рассказал руководитель проекта, научный сотрудник кафедры цветных металлов и золота НИТУ „МИСиС“ к.ф.-м.н. Сергей Гудошников. Оригинальность прибора заключается в том, что при его изготовлении широко распространенные модули используются в новом качестве — для визуализации локальных магнитных различных магнитных объектов».

Сканирующий магнитометр позволяет измерить компоненты магнитного поля вблизи поверхности исследуемого объекта, после чего по этим данным можно построить картину магнитного поля для каждой точки. Например, на рисунке 2, полученным при помощи созданного магнитометра, можно увидеть как выглядит магнитное поле над полюсом магнита.

Как можно использовать эти данные? Например, можно измерить магнитное поле и, при наличии неоднородностей поля, обнаружить возможные дефекты.

Сканирующий магнитометр, разработанный в НИТУ «МИСиС» будет применяться для тестирования магнитных полей и создания оптимальной конфигурации магнитной системы при создании экономичных и массовых моделей магнитно-резонансных томографов (МРТ). Такие МРТ, в отличие от основанных на сверхпроводящих системах, будут на порядок дешевле в обслуживании, и планируются к массовому применению в городских поликлиниках и частных медицинских кабинетах.

Прибор уже прошел лабораторные испытания и используется для тестирования постоянных магнитов в системах «низкополевого» магниторезонансного томографа (МРТ).

Работа проведена при финансовой поддержке Министерства науки высшего образования Российской Федерации в рамках выполнения обязательств по Соглашению о предоставлении субсидии от 26 сентября 2017 г. № 14.578.21.0255 (уникальный идентификатор соглашения RFMEFI57817X0255).

Закрутили магнитное поле

Специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали прототип необычного сверхпроводящего эллиптического ондулятора – устройства с периодическим магнитным полем, генерирующим ондуляторное излучение (ОИ) с циркулярно-поляризованным излучением. При движении внутри ондулятора электрон попадает в поперечное магнитное поле, изменяющееся по спирали и генерирует циркулярно-поляризованное излучение. Хотя эксперименты со спиральными ондуляторами с вращающимся магнитным полем ведутся с 70-х гг. XX в., схема установки, предложенная в Институте, реализована впервые в мире. Планируется, что данный вид магнитов будет использоваться на экспериментальных станциях Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») и позволит пользователям работать с методом рентгеновского магнитного дихроизма, необходимого для изучения веществ со сложной магнитной структурой, например, редкоземельных элементов или молекулярных магнетиков. Результаты работы были представлены на конференции Synchrotron and Free electron laser Radiation: generation and application (SFR-2020).

Ондулятор – это устройство с периодическим магнитным полем, генерирующее когерентное ондуляторное излучение в синхротроне. От качества магнитного поля в ондуляторе зависит качество излучения, которое получат пользователи на экспериментальных станциях, а, следовательно, и результаты их исследований. В физике точность магнитного поля в ондуляторе выражается в общепринятой величиной – фазовой ошибке. Чем меньше фазовая ошибка, тем выше яркость излучения. Среднеквадратичная ошибка три градуса вполне приемлема для многих экспериментов.

Одна из разработок специалистов ИЯФ СО РАН – эллиптический ондулятор, в котором благодаря необычной расстановке сверхпроводящих магнитных катушек, создается магнитное поле, изменяющееся по спирали вдоль ондулятора. На данный момент разработан и создан его прототип. Предполагается, что в будущем данный вид ондулятора будет использоваться на экспериментальных станциях ЦКП «СКИФ».

«Сверхпроводящие катушки ставятся крест-накрест под углом 90 градусов, таким образом, выходящее, как обычно, вверх магнитное поле из нижнего ряда катушек сталкивается с противоположно направленным магнитным полем из верхнего ряда катушек, – рассказывает аспирант ИЯФ СО РАН Павел Каноник. – Встретившись, ни одно из этих полей уже не может замкнуться на самом себе, поэтому начинает искать альтернативное направление. Желание магнитного поля найти способ замкнуться создает добавочную магнитную компоненту – поперечную, что, в свою очередь, создает магнитное поле, вращающееся по спирали. Ондулятор называется эллиптическим, потому что поперечная компонента магнитного поля на 30% меньше продольной, так что общее магнитное поле имеет форму растянутого круга, эллипса».

Вид синхротронного излучения, при котором фотоны закручиваются по спирали, необходим пользователям для работы с методом рентгеновского магнитного дихроизма. Данный метод позволяет изучать вещества со сложной магнитной структурой, например, редкоземельные элементы, которые используются в различных отраслях техники: в радиоэлектронике, приборостроении, атомной и химической промышленности, в металлургии. Так на основе элементов неодима, иттрия, самария и других получают сплавы с рекордными магнитными свойствами для создания постоянных магнитов огромной мощности. Также современное материаловедение активно занимается созданием новых полифункциональных материалов с заданными магнитными свойствами – молекулярных магнетиков, которые обладают низкой плотностью, механической гибкостью, высокой намагниченностью, низкой магнитной анизотропией и др.

Одна из основных областей применения таких материалов – молекулярная электроника, занимающаяся разработкой компактных устройств со сверхъемкой магнитной памятью.

Для того чтобы получать детальную информацию о магнитной структуре магнетиков с использованием рентгеновского излучения, необходима возможность быстрого переключения правой и левой поляризации излучения. У эллиптического ондулятора, разработанного и созданного в ИЯФ СО РАН, такая возможность предусмотрена.

«Некоторые вещества, например, редкоземельные элементы, имеют очень сложную магнитную структуру, – рассказывает советник дирекции ИЯФ СО РАН, доктор физико-математических наук Николай Мезенцев. – Для того чтобы при помощи рентгеновского излучения получать информацию только о ней, нужно уметь отделять рассеяние излучения на магнитных моментах от остальной информации – рассеяния на электронах атомов, электрическом поле ядер вещества – в данном случае ненужной. Это можно сделать при помощи переключения поляризации излучения в ондуляторе. Быстро меняя поляризацию с левой на правую и наоборот, а потом вычитая полученные результаты, мы получаем информацию только о взаимодействии фотонов с магнитным полем. Конструкция нашей системы, состоящая из двух эллиптических ондуляторов с левой и правой спиралью поля и быстрых корректоров между ними, сдвигающих орбиту летящих электронов так, что излучение экспериментатору идет то с левой, то с правой поляризацией, позволяет это делать».

В мире эксперименты со спиральными ондуляторами с циркулярно меняющимся магнитным полем ведутся с 70-х гг. XX в., но переключение поляризации в них невозможный или технически очень сложный процесс. По словам специалистов ИЯФ СО РАН, предложенная в Институте система сверхпроводящего ондулятора с эллиптическим полем и переключением поляризации первая в мире.

«На данный момент мы создали прототип ондулятора и получили первые экспериментальные результаты – продемонстрировали эллиптическое магнитное поле. В будущем он может быть установлен на экспериментальных станциях ЦКП «СКИФ» для работы с методом рентгеновского магнитного дихроизма – запрос от пользователей уже есть, и они будут довольны, ведь ИЯФ СО РАН известен во всем мире производством сверхпроводящих вигглеров, которые генерируют СИ с нужными характеристиками», – добавляет Павел Каноник.

Магнитное соединение

Внутренний и внешний магниты создают невидимое соединение между вашим звуковым процессором и имплантом. В данном разделе содержится информация о способе подключения звукового процессора к магнитам и оптимальном уходе за внешним магнитом.

Быстрые ссылки

---

Жизнь с системой Baha Attract (магнитное соединение)

Магнит звукового процессора удерживает звуковой процессор над расположенным под кожей магнитом импланта и передает вибрации от звукового процессора на имплант.

Начинающим пользователям звукового процессора Baha рекомендуется увеличивать время его ношения постепенно, чтобы кожа могла приспособиться к оказываемому давлению. Прокладка Baha SoftWear™ (мягкая прокладка для магнита ЗП), клеящаяся на магнит, принимает форму вашей головы и равномерно распределяет давление, обеспечивая максимальный комфорт при ношении устройства.

Пользователи, их родители или опекуны должны регулярно проверять кожу для выявления признаков раздражения или повреждений, а также контролировать комфортность применения магнита. В случае появления неблагоприятных признаков необходимо снять магнит и дать коже немного отдохнуть. Если чувство дискомфорта и (или) раздражение кожи сохраняются, обратитесь к вашему специалисту.

Важная информация о магните:

• Держите магнит в безопасном месте, подальше от магнитных карт (например, кредитных карт, карт оплаты проезда и т.  д.), поскольку он может оказать воздействие на магнитную полосу карты.
• Помните, что у вас в импланте установлен магнит, который может притягивать металлические объекты, находящиеся в непосредственной близости от него (ножницы парикмахера и прочее).
• Не размещайте поверх вашего импланта какие-либо другие магниты (например, магниты для холодильника) за исключением специального магнита Cochlear, предоставленного вашим аудиологом.

---

Уход за магнитом звукового процессора Baha

• Держите магнит в чистоте, для чего протирайте его мягкой тканью. Не промывайте магнит в проточной воде.
• Держите защелкивающуюся соединительную головку в чистоте, для чего чистите ее мягкой щеткой.

Вы должны менять прокладку Baha SoftWear регулярно; кроме того, ее внеплановая замена может потребоваться в следующих случаях:

• на прокладке Baha SoftWear скопилась грязь или она стала влажной, при этом очистить ее не удается;
• прокладка Baha SoftWear изношена или повреждена;
• постепенно появляется чувство дискомфорта при ношении (если после замены прокладки Baha SoftWear вы не почувствуете улучшения, обратитесь к специалисту).

---

Крепление и снятие

Подсоединение

• Держите магнит одной рукой или поместите его на ровную поверхность.
• Удерживая звуковой процессор кнопками вверх, немного наклоните магнит и вставьте в разъем до щелчка (возможно, будет проще, если вы включите процессор до размещения его за ухом).
• Закрепите один конец страховочного шнурка Baha Safety Line на звуковом процессоре.

Крепление

• Убедитесь в том, что метка в виде стрелки на магните направлена вверх и поместите магнит и звуковой процессор над имплантом за ухом.
• Для более надежной фиксации процессора убедитесь, что между магнитом и кожей над имплантом нет большого количества волос.
• Закрепите другой конец страховочного шнурка Baha Safety Line на одежде.

Снятие

• Возьмите рукой звуковой процессор с подсоединенным к нему магнитом и аккуратно потяните от себя.
• Подведите один палец под звуковой процессор и осторожно отклоняйте его до тех пор, пока он не отсоединится.

---

Замена прокладок Baha SoftWear

1. Снимите старую прокладку Baha SoftWear с магнита, для чего приподнимите ее и захватите неприклеенную часть мягкого материала, а затем медленным движением удалите всю прокладку с магнита.
   Тщательно удалите с магнита остатки клеевого покрытия.
2. Возьмите новую прокладку Baha SoftWear и удалите защитный слой с клеевого покрытия.
3. Наклейте прокладку Baha SoftWear на магнит. Убедитесь, что она расположена точно по центру и покрывает всю поверхность магнита.
4. Удалите с прокладки Baha SoftWear оставшийся защитный слой перед началом использования магнита.

Примечание. Небольшой участок на краю мягкой прокладки не имеет клеевого покрытия, чтобы ее было легче захватить и удалить с магнита.

Показать все Закрыть все

Гонка за полюсом – Огонек № 6 (5551) от 18.02.2019

В Северном полушарии разворачивается научный детектив: от канадской Арктики к Сибири с невиданной скоростью движется Северный магнитный полюс. Почему так быстро? И в чем причины этого движения? Ученые высказывают версии.

Кирилл Журенков

Официальный информационный повод «пришел» в первых числах февраля: эксперты раньше срока обновили так называемую Мировую магнитную модель (WMM), описывающую основные параметры магнитного поля Земли. За сложной формулировкой — напряженная интрига: оказывается, это было сделано потому, что Северный магнитный полюс движется и за последнее время сильно ускорился! Например, прямо сейчас он близок к географическому Северному полюсу, а там уж и до Сибири рукой подать. Эффектные заголовки о том, что магнитный полюс «сбежал» от Канады к России, уже появились в ведущих мировых СМИ. Однако геополитика тут ни при чем: ученые в поисках ответов пытаются заглянуть под поверхность Земли, где происходят загадочные процессы. Попробуем разобраться.

Сначала — о самом Северном магнитном полюсе. Это некая условная точка, на которую указывает стрелка любого компаса, а интрига в том, что он находится в постоянном движении.

Впервые необычный дрейф заметил еще английский математик Генри Геллибранд 400 лет назад.

— Это было большим монументальным открытием: полюс не статичен, он находится в динамике,— цитирует The New York Times геофизика из Швейцарской высшей технической школы Цюриха Эндрю Джексона. Впрочем, сейчас речь о другом. Как отмечает газета, полюс не просто движется — он движется так, что ученые не могут это предсказать. Занятный факт: за пару столетий магнитный север перебывал на многих островах арктического архипелага и, наконец, двинулся в сторону Сибири.

Чем нынешняя ситуация принципиально отличается от того, что было, скажем, полвека назад? Очень просто: скорость движения полюса резко возросла. Судите сами: в течение XX века она составляла примерно 10 км в год, однако с 1980-х выросла до 55 км. А важно это потому, что магнитный полюс увязан с навигацией. «Огонек» обратился за разъяснениями в Институт физики Земли РАН.

— Для навигации необходимо знать значение «местного склонения» в каждой конкретной точке на Земле или над ней,— поясняют в институте.— Магнитное склонение — это угол между направлением на Северный географический полюс и направлением на Северный магнитный полюс (именно на него указывает магнитная стрелка компаса). Магнитное склонение, таким образом, используется как поправка к показаниям компаса. Если ее не учесть, то путешественник прибудет не туда, куда надо. Величина магнитного склонения варьируется тем больше, чем ближе мы находимся к магнитным полюсам Земли. Поскольку инструментально измерить магнитное склонение в каждой точке земной поверхности невозможно, то основные параметры магнитного поля Земли можно определить по заранее вычисленной модели магнитного поля, одной из которых и является модель WMM.

Вот факт: модель WMM сегодня используется во всех устройствах, оснащенных компасом (от GPS-навигаторов до смартфонов), то есть точные измерения важны, к примеру, для военных или гражданской авиации. Но сложность в том, что оба магнитных полюса, и Северный, и Южный, находятся в постоянном движении: соответственно в каждой точке меняется и магнитное склонение, а значит, и модель WMM надо постоянно обновлять. Обычно это делают раз в пять лет, но в этот раз, в связи с ускорением полюса, 2020 года не дождались.

Можно ли заметить сдвиг «невооруженным глазом»? Вопрос в том, где именно вы находитесь. Условно говоря, на Северном полюсе вы, использую «старую» модель, рискуете промахнуться с пунктом назначения, а в Москве разница заметна не будет. И все же она важна: как сообщалось, в некоторых аэропортах мира даже приходится «переименовывать» полосы, это сделали, например, в Фэрбенксе, на Аляске, еще в 2009-м (большие белые цифры на краю взлетно-посадочной полосы как раз указывают на магнитный курс полосы). Эксперты, впрочем, отмечают: катастрофы нет, ведь саму модель вовремя обновили и теперь промахнуться никто не должен. А для россиян и вовсе предусмотрен бонус: мы станем чаще наблюдать северное сияние, ведь оно возникает в стратосфере как раз вблизи магнитного полюса.

Ученые, в свою очередь, озабочены другим: они пытаются понять, почему движение магнитного полюса вдруг ускорилось.

Ну, например, одна из версий, изложенная в авторитетном научном журнале Nature, гласит: столь быстрое движение полюса может быть связано с высокоскоростным потоком расплавленного железа — как раз под Канадой. По предположению ученых из Лидсского университета (Великобритания), этот поток, похоже, «размазывает» и ослабляет магнитное поле под Канадой, вот полюс и перетягивает к Сибири, где находится еще одна большая магнитная область. При этом большинство ученых сходятся в главном: подземная жизнь Земли (особенно в связке с магнитным полем планеты) для нас во многом еще загадка.

Однако, пожалуй, самое драматичное, что связано с этим дрейфом,— в другом. Оказывается, движение магнитных полюсов может быть началом так называемой инверсии магнитного поля планеты, когда ее полюса просто поменяются местами.

Тут надо пояснить. Вообще-то смена полярности магнитного поля Земли — редкое явление. Она может не меняться, скажем, миллионы лет, но бывало и так, что этот срок значительно сокращался — до десятков тысяч. В среднем, как подсчитали ученые, за последнее время инверсии случались примерно каждые 200–250 тысяч лет. Но именно сейчас пауза затянулась: инверсии не было уже 780 тысяч лет… Не пора ли? Специалисты предупреждают: при инверсии уменьшается защита планеты от космической радиации, так что повод для беспокойства все-таки есть. Конечно, ничего апокалиптического случиться не должно, ведь предыдущие инверсии не убили живые организмы на Земле. Однако вопрос о том, как на нее может отреагировать, к примеру, наша техника, открыт и актуален.

Как актуален и другой вопрос: возможно, это никакая не инверсия, а всего лишь временные колебания? Впрочем, даже в этом вопросе единства у ученых пока что не наблюдается.

Экспертиза

Ждем и следим

Роман Веселовский, замдиректора Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, доктор геолого-минералогических наук

Причины движения Северного магнитного полюса кроются в механизме генерации магнитного поля нашей планеты, или геодинамо. Магнитное геодинамо «работает» во внешнем жидком ядре Земли на глубине от 2900 до 5150 км. Оно имеет сложный механизм, и мы вряд ли когда-то сможем познать его полностью. И все же кое-что нам известно: главными условиями возникновения магнитного поля Земли является ее быстрое вращение вокруг своей оси и источник тепла в ее ядре. Существуют разные математические и даже физические модели геодинамо, но они лишь позволяют имитировать основные особенности поведения геомагнитного поля. Предсказывать его мы, к сожалению, не умеем.

Впрочем, могу успокоить: если перемещение полюса вовремя обнаруживать и учитывать в моделях магнитного поля (WMM, IGRF), проблем быть не должно. Что, собственно, и сделали в начале 2019-го: WMM была досрочно обновлена в той ее части, которая относится к приполярным областям (при смещении полюса именно там погрешность навигационных приборов будет максимальной). Дело, правда, не только в навигации. Магнитное поле защищает нас от космического излучения, и его ослабление на порядки может привести к воздействию повышенной радиации на биосферу Земли. А это уже серьезно.

Возможно ли, что нынешнее движение Северного магнитного полюса связано с будущей инверсией (когда Северный и Южный магнитные полюса Земли меняются местами.— «О»)? Да, это возможно. Но вероятность того, что инверсия будет и что ее не будет — одинакова. Как я уже говорил, предсказывать поведение геомагнитного поля мы не можем. Однако архео- и палеомагнитологи, то есть ученые, изучающие поведение и структуру магнитного поля Земли в прошлом, давно обнаружили: перед инверсией напряженность геомагнитного поля значительно уменьшается (поле практически «выключается»), а амплитуда и скорость перемещения магнитных полюсов возрастают. Так вот в последние десятилетия мы действительно наблюдаем эти «признаки инверсии».

Согласно современным представлениям, процесс инверсии магнитного поля Земли может длиться от 200 до 8000 лет.

Так что теперь нужно последить за происходящим еще полвека, а то и пару веков. И уж потом определить, будет она или нет. Словом, ждем и следим.

А заодно ведем изыскания в области геомагнетизма, сегодня они в первую очередь направлены на понимание механизма генерации магнитного поля Земли. Когда у нашей планеты возникло магнитное поле? Почему оно возникло? Каким оно было миллионы и миллиарды лет назад? Для этого ведутся активные палеомагнитные и археомагнитные исследования «ископаемого магнетизма» — изучение магнитных минералов, которые во время формирования породы «сохраняют» величину и направление магнитного поля Земли на тот момент времени. Полученные данные используются для совершенствования математических моделей магнитного геодинамо, а эти модели, в свою очередь, позволяют лучше и точнее изучить эволюцию магнитного поля Земли в прошлом. Возможно, когда-нибудь это позволит нам заглянуть и в его будущее.

Спецпроект «Огонька» о передовых достижениях физики

Читать далее

Геологи выяснили, когда в последний раз изменилось магнитное поле Земли

За всю историю Земли магнитное поле часто меняло свою полярность. Последнее изменение произошло почти 800 000 лет назад, сообщает международная исследовательская группа в журнале Science Advances. Тогда северный магнитный полюс поменялся местами с южным.

Этот вывод основан на измерениях разных географических данных и анализе потоков лавы. Команда геологов, возглавляемая Брэдом Сингером из Висконсинского университета (США), изучила образцы горных пород почти из пяти вулканических областей, в том числе из Чили, с гавайского острова Мауи и с Канарских островов.

Вулканические лавы обычно содержат небольшие магнитные минералы, такие как магнетит. Пока лава жидкая и текучая, эти минералы перемешиваются и не проявляют равномерного намагничивания. Однако когда вулканическая порода затвердевает, мелкие кристаллы магнитных минералов располагаются вдоль геомагнитного поля, преобладающего во время извержения вулкана. Таким образом эта остаточная намагниченность остается в затвердевшей лаве. Измерительные приборы могут определять не только направление, но и напряженность магнитного поля, которое преобладает во время затвердевания. Если возможно определить точный возраст лавы одновременно с другими данными, геофизики могут восстановить историю и ориентацию магнитного поля.

Группа Сингера выяснила, что последнее изменение магнитного поля Земли происходило нерегулярными рывками. Около 795 000 лет назад напряженность магнитного поля начала постепенно уменьшаться. Около 1000 лет спустя началась хаотическая фаза, когда поле несколько раз внезапно меняло направление при очень низкой напряженности. Лишь около 773 000 лет назад магнитное поле окончательно установилось в своем текущем направлении. Весь процесс занял не менее 22 000 лет, и это в несколько раз дольше, чем полагали ранее.

Опубликованные результаты исследований дают основу для моделирования тех процессов в ядре Земли, которые приводят к изменениям магнитного поля планеты, пишет FAZ.

До сих пор все еще в значительной степени неизвестно, почему поле так резко меняет свое направление и как именно это происходит.

Определение магнитного поля Merriam-Webster

mag · net · ic | \ mag-ˈne-tik \

1 : обладающий необычайной силой или способностью привлекать магнетическая личность

б : , относящиеся к земному магнетизму или характеризующиеся им

d : приводится в действие магнитным притяжением

Что такое магнетизм? | Магнитные поля и магнитная сила

Магнетизм — это один из аспектов комбинированной электромагнитной силы. Это относится к физическим явлениям, возникающим из-за силы, вызванной магнитами, объектами, которые создают поля, которые притягивают или отталкивают другие объекты.

Согласно веб-сайту HyperPhysics Университета штата Джорджия, магнитное поле воздействует на частицы в поле за счет силы Лоренца. Движение электрически заряженных частиц порождает магнетизм. Сила, действующая на электрически заряженную частицу в магнитном поле, зависит от величины заряда, скорости частицы и силы магнитного поля.

Все материалы обладают магнетизмом, некоторые сильнее, чем другие. Постоянные магниты, сделанные из таких материалов, как железо, испытывают сильнейшее воздействие, известное как ферромагнетизм. За редким исключением, это единственная форма магнетизма, достаточно сильная, чтобы ее могли почувствовать люди.

Противоположности притягиваются

Магнитные поля генерируются вращающимися электрическими зарядами, согласно HyperPhysics. Все электроны обладают свойством углового момента или спина. Большинство электронов имеют тенденцию образовывать пары, в которых один из них имеет «спин вверх», а другой — «спин вниз», в соответствии с принципом исключения Паули, который гласит, что два электрона не могут находиться в одном и том же энергетическом состоянии одновременно.В этом случае их магнитные поля направлены в противоположные стороны, поэтому они компенсируют друг друга. Однако некоторые атомы содержат один или несколько неспаренных электронов, спин которых может создавать направленное магнитное поле. По данным Ресурсного центра неразрушающего контроля (NDT), направление их вращения определяет направление магнитного поля. Когда значительное большинство неспаренных электронов выровнены своими спинами в одном направлении, они объединяются, чтобы создать магнитное поле, достаточно сильное, чтобы его можно было почувствовать в макроскопическом масштабе.

Источники магнитного поля дипольные, с северным и южным магнитными полюсами. По словам Джозефа Беккера из Университета Сан-Хосе, противоположные полюса (северный и южный) притягиваются, а подобные полюса (северный и северный или южный и южный) отталкиваются. Это создает тороидальное поле или поле в форме пончика, поскольку направление поля распространяется наружу от северного полюса и входит через южный полюс.

Земля сама по себе является гигантским магнитом. Согласно HyperPhysics, планета получает свое магнитное поле от циркулирующих электрических токов внутри расплавленного металлического ядра.Компас указывает на север, потому что маленькая магнитная стрелка в нем подвешена, так что он может свободно вращаться внутри своего корпуса, выравниваясь с магнитным полем планеты. Как ни парадоксально, то, что мы называем Северным магнитным полюсом, на самом деле является южным магнитным полюсом, потому что он притягивает северные магнитные полюса стрелок компаса.

Ферромагнетизм

Если выравнивание неспаренных электронов продолжается без приложения внешнего магнитного поля или электрического тока, образуется постоянный магнит.Постоянные магниты — результат ферромагнетизма. Приставка «ферро» относится к железу, потому что постоянный магнетизм впервые наблюдался в форме естественной железной руды, называемой магнетитом, Fe ₃ O ₄ . Кусочки магнетита можно найти разбросанными на поверхности земли или вблизи нее, и иногда они намагничиваются. Эти встречающиеся в природе магниты называются магнитными камнями. «Мы до сих пор не уверены в их происхождении, но большинство ученых считают, что магнитный камень — это магнетит, в который попала молния», — говорится в сообщении Университета Аризоны.

Вскоре люди узнали, что можно намагнитить железную иглу, поглаживая ее магнитом, в результате чего большинство неспаренных электронов в игле выстраиваются в одном направлении. По данным НАСА, примерно в 1000 году нашей эры китайцы обнаружили, что магнит, плавающий в чаше с водой, всегда выстраивался в направлении север-юг. Таким образом, магнитный компас стал огромным помощником в навигации, особенно днем ​​и ночью, когда звезды были скрыты облаками.

Было обнаружено, что другие металлы, помимо железа, обладают ферромагнитными свойствами. К ним относятся никель, кобальт и некоторые редкоземельные металлы, такие как самарий или неодим, которые используются для создания сверхпрочных постоянных магнитов.

Другие формы магнетизма

Магнетизм принимает множество других форм, но, за исключением ферромагнетизма, они обычно слишком слабы, чтобы их можно было наблюдать за исключением чувствительных лабораторных приборов или при очень низких температурах. Диамагнетизм был впервые открыт в 1778 году Антоном Бругнамсом, который использовал постоянные магниты в поисках материалов, содержащих железо.По словам Джеральда Кюстлера, широко публикуемого независимого немецкого исследователя и изобретателя, в его статье «Диамагнитная левитация — исторические вехи», опубликованной в Румынском журнале технических наук, Бругнамс заметил: «Только темный и почти фиолетовый висмут проявлял конкретное явление в исследовании; потому что, когда я положил его кусок на круглый лист бумаги, плавающий на воде, он оттолкнулся обоими полюсами магнита ».

Было установлено, что висмут обладает самым сильным диамагнетизмом из всех элементов, но, как обнаружил Майкл Фарадей в 1845 году, это свойство всей материи отталкиваться магнитным полем.

Диамагнетизм вызван орбитальным движением электронов, создающих крошечные токовые петли, которые создают слабые магнитные поля, согласно HyperPhysics. Когда к материалу прикладывается внешнее магнитное поле, эти токовые петли имеют тенденцию выравниваться таким образом, чтобы противостоять приложенному полю. Это заставляет все материалы отталкиваться постоянным магнитом; однако результирующая сила обычно слишком мала, чтобы быть заметной. Однако есть некоторые заметные исключения.

Пиролитический углерод, вещество, похожее на графит, демонстрирует даже более сильный диамагнетизм, чем висмут, хотя и только вдоль одной оси, и фактически может подниматься над сверхсильным редкоземельным магнитом.Некоторые сверхпроводящие материалы демонстрируют еще более сильный диамагнетизм ниже своей критической температуры, поэтому над ними можно левитировать редкоземельные магниты. (Теоретически из-за их взаимного отталкивания один может левитировать над другим.)

Парамагнетизм возникает, когда материал временно становится магнитным, когда помещен в магнитное поле, и возвращается в свое немагнитное состояние, как только внешнее поле удаляется. При приложении магнитного поля некоторые из неспаренных электронных спинов выравниваются с полем и преодолевают противоположную силу, создаваемую диамагнетизмом.Однако, по словам Дэниела Марша, профессора физики Южного государственного университета Миссури, эффект заметен только при очень низких температурах.

Другие, более сложные формы включают антиферромагнетизм, при котором магнитные поля атомов или молекул выстраиваются рядом друг с другом; и поведение спинового стекла, которое включает как ферромагнитные, так и антиферромагнитные взаимодействия. Кроме того, ферримагнетизм можно рассматривать как комбинацию ферромагнетизма и антиферромагнетизма из-за многих общих черт между ними, но, по данным Калифорнийского университета в Дэвисе, он все же имеет свою уникальность.

Электромагнетизм

Когда провод перемещается в магнитном поле, поле индуцирует в проводе ток. И наоборот, магнитное поле создается движущимся электрическим зарядом. Это соответствует закону индукции Фарадея, который лежит в основе электромагнитов, электродвигателей и генераторов. Заряд, движущийся по прямой линии, как по прямому проводу, создает магнитное поле, которое вращается вокруг провода по спирали. Когда этот провод превращается в петлю, поле приобретает форму пончика или тора.Согласно Руководству по магнитной записи (Springer, 1998) Marvin Cameras, это магнитное поле можно значительно усилить, поместив ферромагнитный металлический сердечник внутрь катушки.

В некоторых приложениях постоянный ток используется для создания постоянного поля в одном направлении, которое можно включать и выключать вместе с током. Это поле может затем отклонить подвижный железный рычаг, вызывая слышимый щелчок. Это основа для телеграфа, изобретенного в 1830-х годах Сэмюэлем Ф. Б. Морзе, который позволял осуществлять связь на большие расстояния по проводам с использованием двоичного кода, основанного на импульсах большой и малой длительности.Импульсы посылались опытными операторами, которые быстро включали и выключали ток с помощью подпружиненного переключателя с мгновенным контактом или ключа. Другой оператор на принимающей стороне затем переводил слышимые щелчки обратно в буквы и слова.

Катушку вокруг магнита также можно заставить двигаться по шаблону с изменяющейся частотой и амплитудой, чтобы индуцировать ток в катушке. Это основа для ряда устройств, в первую очередь для микрофона. Звук заставляет диафрагму двигаться внутрь и наружу с волнами переменного давления.Если диафрагма соединена с подвижной магнитной катушкой вокруг магнитопровода, она будет производить переменный ток, аналогичный падающим звуковым волнам. Затем этот электрический сигнал может быть усилен, записан или передан по желанию. Крошечные сверхсильные магниты из редкоземельных элементов сейчас используются для изготовления миниатюрных микрофонов для сотовых телефонов, сообщил Марш Live Science.

Когда этот модулированный электрический сигнал подается на катушку, он создает колеблющееся магнитное поле, которое заставляет катушку входить и выходить по магнитному сердечнику по той же схеме.Затем катушка прикрепляется к подвижному диффузору динамика, чтобы он мог воспроизводить слышимые звуковые волны в воздухе. Первым практическим применением микрофона и динамика был телефон, запатентованный Александром Грэмом Беллом в 1876 году. Хотя эта технология была усовершенствована и усовершенствована, она все еще является основой для записи и воспроизведения звука.

Применения электромагнитов почти бесчисленны. Закон индукции Фарадея формирует основу для многих аспектов нашего современного общества, включая не только электродвигатели и генераторы, но и электромагниты всех размеров.Тот же принцип, который используется гигантским краном для подъема старых автомобилей на свалку металлолома, также используется для выравнивания микроскопических магнитных частиц на жестком диске компьютера для хранения двоичных данных, и каждый день разрабатываются новые приложения.

Штатный писатель Таня Льюис внесла свой вклад в этот отчет.

Дополнительные ресурсы

магнитное поле | Определение и факты

Магнитное поле , векторное поле вблизи магнита, электрического тока или изменяющегося электрического поля, в котором наблюдаются магнитные силы.Магнитные поля, такие как у Земли, заставляют стрелки магнитного компаса и другие постоянные магниты выстраиваться в линию в направлении поля. Магнитные поля заставляют электрически заряженные частицы двигаться по круговой или винтовой траектории. Эта сила, действующая на электрические токи в проводах в магнитном поле, лежит в основе работы электродвигателей. (Для получения дополнительной информации о магнитных полях, см. магнетизм.

Подробнее по этой теме

Магнетизм: основы

В основе магнетизма лежат магнитные поля и их влияние на материю, как, например, отклонение движущихся зарядов и крутящих моментов друг от друга…

Магнитное поле вокруг постоянного магнита или провода, по которому проходит постоянный электрический ток в одном направлении, является стационарным и называется магнитостатическим полем. В любой момент его величина и направление остаются неизменными. Магнитное поле вокруг переменного или постоянного тока постоянно меняет свою величину и направление.

Магнитные поля могут быть представлены непрерывными силовыми линиями или магнитным потоком, которые исходят из магнитных полюсов, направленных на север, и входят в магнитные полюсы, направленные на юг.Плотность линий указывает величину магнитного поля. Например, на полюсах магнита, где сильное магнитное поле, силовые линии сжимаются или становятся более плотными. Дальше, где магнитное поле слабое, они разветвляются, становясь менее плотными. Однородное магнитное поле представлено параллельными прямыми, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. Направление потока — это направление, в котором указывает северный полюс небольшого магнита. Линии потока непрерывны, образуя замкнутые контуры.Для стержневого магнита они выходят из северного полюса, разветвляются и вращаются, входят в магнит на южном полюсе и проходят через магнит к северному полюсу, где они снова появляются. Единицей измерения магнитного потока в системе СИ является вебер. Количество веберов — это мера общего количества линий поля, пересекающих данную область.

магниты и связанные с ними силовые линии магнитного поля

Постоянный магнит (например, стержневой или дисковый магнит) обладает магнитным полем благодаря выравниванию всех магнитных частиц, из которых он состоит.Электромагнит создается током, протекающим через проволочную петлю в центре поля.

© Merriam-Webster Inc.

Магнитные поля могут быть представлены математически величинами, называемыми векторами, которые имеют направление и величину. Два разных вектора используются для представления магнитного поля: один, называемый плотностью магнитного потока или магнитной индукцией, обозначается как B ; другой, называемый напряженностью магнитного поля или напряженностью магнитного поля, обозначается как H .Магнитное поле H можно рассматривать как магнитное поле, создаваемое протеканием тока в проводах, а магнитное поле B — как полное магнитное поле, включая также вклад, вносимый магнитными свойствами материалов в поле. Когда ток течет в проволоке, намотанной на цилиндр из мягкого железа, намагничивающее поле H довольно слабое, но фактическое среднее магнитное поле ( B ) внутри утюга может быть в тысячи раз сильнее, поскольку B значительно усилен выравниванием бесчисленных крошечных естественных атомных магнитов железа в направлении поля. См. Также магнитную проницаемость .

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

магнитный — Викисловарь

Английский [править]

Альтернативные формы [править]

Этимология [править]

магнит + -ic

Произношение [править]

Прилагательное [править]

магнитный ( сравнительный более магнитный , превосходный самый магнитный )

1. Of, относящиеся, действующие или вызванные магнетизмом.

   Магнитный регистратор

2. Обладает свойствами магнита, особенно способностью тянуть или тянуть.
3. Определяется магнитными полями Земли.

   магнитный северный

   магнитный меридиан

4. Обладает необыкновенной способностью привлекать.

   У него магнитная личность.

5. (архаичный) Имеющий, подверженный или индуцированный животным магнетизмом.

   a магнитный сон

Синонимы [править]

Антонимы [править]

Производные термины [править]

Связанные термины [править]

Переводы [править]

, относящиеся к, вызванные или действующие под действием магнетизма

, обладающий свойствами магнит

определяется магнитными полями Земли

Приведенные ниже переводы необходимо проверить и вставить выше в соответствующие таблицы переводов, удалив все цифры.Числа не обязательно совпадают с числами в определениях. См. Инструкции в Викисловаре: Макет статьи § Переводы.

Проверяемые переводы

---

окситанский [править]

Прилагательное [править]

магнитный м ( женский род единственного числа магнетика , мужской род множественного числа магнетики , женский род множественного числа Magneticas )

1. магнитный
   • 2019 18 января, «La planeta dels tres pòls magnetics», в Jornalet ^[1] :

     Son camp Magnetic es lo pus grand del Sistèma Solar.

     Его магнитное поле является самым большим в Солнечной системе.

Дополнительная литература [редактировать]

• Joan de Cantalausa (2006) Diccionari general occitan a partir dels parlars lengadocians , 2 edition, → ISBN , page 617.

Магнитно-резонансная томография (МРТ)

Замена биопсии звуком
Хроническое заболевание печени и цирроз поражают более 5 человек.5 миллионов человек в США. Исследователи, финансируемые NIBIB, разработали метод преобразования звуковых волн в изображения печени, который обеспечивает новый неинвазивный, безболезненный подход к обнаружению опухолей или тканей, поврежденных заболеванием печени. Устройство магнитно-резонансной эластографии (МРЭ) помещается над печенью пациента, прежде чем он войдет в аппарат МРТ. Затем он посылает звуковые волны через печень, которые МРТ может обнаруживать и использовать для определения плотности и состояния ткани печени.Этот метод более безопасен и удобен для пациента, а также дешевле, чем традиционная биопсия. Поскольку MRE может распознавать очень незначительные различия в плотности тканей, есть вероятность, что его также можно использовать для обнаружения рака.

Новый МРТ только для детей
МРТ потенциально является одним из лучших методов визуализации для детей, поскольку, в отличие от КТ, он не имеет ионизирующего излучения, которое потенциально могло бы быть вредным. Однако одной из самых сложных проблем, с которыми сталкиваются специалисты по МРТ, является получение четкого изображения, особенно когда пациент — ребенок или страдает каким-либо заболеванием, которое не позволяет ему оставаться неподвижным в течение продолжительных периодов времени.В результате многим маленьким детям требуется анестезия, что увеличивает риск для здоровья пациента. NIBIB финансирует исследования, целью которых является создание надежной МРТ детского тела. Создав педиатрическую катушку, специально предназначенную для небольших тел, изображение может быть визуализировано более четко и быстро, и для этого потребуется меньше навыков оператора МРТ. Это сделает МРТ дешевле, безопаснее и доступнее для детей. Более быстрая визуализация и компенсация движения также потенциально могут принести пользу и взрослым пациентам.

Другой исследователь, финансируемый NIBIB, пытается решить эту проблему под другим углом. Он разрабатывает систему коррекции движения, которая может значительно улучшить качество изображения при МРТ. Исследователи разрабатывают систему оптического слежения, которая сможет согласовывать и адаптировать импульсы МРТ к изменениям позы пациента в режиме реального времени. Это улучшение может снизить стоимость (поскольку из-за низкого качества придется проводить меньше повторных обследований МРТ), а также сделать МРТ жизнеспособным вариантом для многих пациентов, которые не могут оставаться на месте во время обследования, и уменьшить количество анестезии, используемой для МРТ. Экзамены.

Определение агрессивности опухоли
Традиционная МРТ, в отличие от ПЭТ или ОФЭКТ, не может измерить скорость метаболизма. Тем не менее, исследователи, финансируемые NIBIB, обнаружили способ введения специализированных соединений (гиперполяризованный углерод 13) пациентам с раком простаты для измерения скорости метаболизма опухоли. Эта информация может дать быстрое и точное представление об агрессивности опухоли. Мониторинг прогрессирования заболевания может улучшить прогнозирование риска, что имеет решающее значение для пациентов с раком простаты, которые часто придерживаются подхода ожидания и наблюдения.

магнитных полей: расширение американской абстракции, с 1960-х годов до наших дней | Выставка

13 октября 2017 г. к 21 янв.2018 г.

Показывая работы двадцати одного художника, родившегося между 1891 и 1981 годами, Magnetic Fields: Expanding American Abstraction, 1960-е — наши дни помещает абстрактные работы нескольких поколений чернокожих женщин-художников в контекст друг друга — и в более широкую историю абстрактного искусства -в первый раз.Яркие гравюры, нетрадиционные скульптуры и монументальные картины раскрывают роль художников как недостаточно признанных лидеров абстракции.

Художники в Magnetic Fields развеивают представление о том, что изобразительное искусство — единственное средство визуализации личного опыта. Названия их произведений и способы их построения вызывают сильные ассоциации. Использование Мэри Лавлейс О’Нил аллюзионных названий, таких как Расизм подобен дождю, Либо идет дождь, либо собирается где-то (1993), информирует читателей о ее монументальной картине, в то время как Марен Хассинджер аналогичным образом использует социально-политически склонные заголовки и материалы — в частности, New York Times, газет — в ее текстурной напольной скульптуре Wrenching News (2008).

Многие представленные художники связаны с Вашингтоном, округ Колумбия, особенно с факультетом искусств Университета Ховарда. Среди выпускников этого отдела Альма Вудси Томас, Милдред Томпсон, Мэри Лавлейс О’Нил и Сильвия Сноуден. Другие художники, представленные в Magnetic Fields , включают Кандиду Альварес, Бетти Блейтон, Чакайю Букер, Лилиан Томас Беруэлл, Нанетт Картер, Барбару Чейз-Рибо, Дебору Дэнси, Эбигейл ДеВиль, Марен Хассинджер, Дженни С. Джонс, Эванджелин «ЭДжей» Монтгомери, Ховардена Пинделл, Мавис Пуси, Шиник Смит, Гильда Сноуден, Кианджа Строберт и Бренна Янгблад.

Милдред Томпсон, Вуд Фото 4 , ок. 1967; Найденное дерево и краска, 25 1/2 × 38 1/4 × 2 3/4 дюйма; Художественный музей Нового Орлеана, покупка музея, фонд Лии Чейз, 2016 г. 50; © Поместье Милдред Томпсон, Атланта, Джорджия. Фотография: TK

.

Ученый Maverick думает, что открыл у людей магнетическое шестое чувство | Наука

Это делают птицы. Это делают пчелы. Но человек, стоящий здесь в толстовке с капюшоном, сможет ли он это сделать? Джо Киршвинк полон решимости выяснить это.На протяжении десятилетий он показывал, как существа в царстве животных перемещаются, используя магниторецепцию или ощущение магнитного поля Земли. Теперь геофизик из Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) в Пасадене тестирует людей, чтобы увидеть, есть ли у них это подсознательное шестое чувство. Киршвинк почти уверен, что это так. Но он должен это доказать.

Он достает свой iPhone и машет им над Кейсуке Мацуда, аспирантом нейроинженерии Токийского университета. В этот октябрьский день он — подопытный кролик Киршвинка.Приложение магнитометра на телефоне обнаружит магнитную пыль на Мацуда или любые скрытые магниты, которые могут помешать эксперименту. «Я хочу убедиться, что у нас нет читера», — шутит Киршвинк.

Они находятся на двух этажах под землей в Калтехе, в чистой комнате с магнитоэкранированными стенами. В углу пульсирует и шипит насос с жидким гелием, охлаждая сверхпроводящий инструмент, который Киршвинк использовал для измерения крошечных магнитных полей во всем, от птичьих клювов до марсианских метеоритов. На лабораторном столе лежат ножи — сделанные из керамики и пропитанные кислотой для устранения магнитного загрязнения, — которыми он разрезал человеческий мозг в поисках магнитных частиц.Мацуда выглядит немного нервным, но он не собирается ложиться под нож. С помощью шприца техник вводит гель электролита в кожу головы Мацуда через тюбетейку, усыпанную электродами. Он собирается подвергнуться воздействию нестандартных магнитных полей, генерируемых множеством электрических катушек, в то время как электроэнцефалограмма (ЭЭГ) регистрирует его мозговые волны.

На протяжении большей части 20-го века исследования магниторецепции казались столь же сомнительными, как изучение биолокации или телепатии. Тем не менее сейчас общепризнанным фактом является то, что многие животные ощущают постоянное, едва заметное магнитное поле Земли.В списке преобладают птицы, рыбы и другие мигрирующие животные; им имеет смысл иметь встроенный компас для их путешествий. В последние годы исследователи обнаружили, что разумом обладают менее быстрые существа — омары, черви, улитки, лягушки, тритоны. Млекопитающие тоже, кажется, реагируют на поле Земли: в экспериментах лесные мыши и слепыши используют силовые линии магнитного поля для размещения своих гнезд; крупный рогатый скот и олени ориентируются по ним при выпасе; и собаки направляют себя на север или юг, когда они мочатся или испражняются.

Игра на поле

Магнитное поле Земли, создаваемое ее жидким внешним ядром, похоже на магнитное поле гигантского внеосевого стержневого магнита. Его сила колеблется от 25 микротесла (мкТл) на экваторе до 60 мкТл на полюсах. Это слабо: поле МРТ более чем в 100 000 раз сильнее.

Г. Грюйон / Наука

Растущее количество научных доказательств магниторецепции в основном связано с поведением, основанным, например, на моделях движения или на тестах, показывающих, что нарушение или изменение магнитных полей может изменить привычки животных.Ученые знают, что животные могут чувствовать поля, но они не знают, как это сделать на клеточном и нервном уровне. «Граница — это биология — то, как мозг на самом деле использует эту информацию», — говорит Дэвид Дикман, нейробиолог из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне, штат Техас, который в статье Science 2012 года показал, что определенные нейроны во внутреннем ухе голубей так или иначе участвуют, стреляя в ответ на направление, полярность и интенсивность магнитных полей.

Обнаружение магниторецепторов, ответственных за запуск этих нейронов, было похоже на поиск магнитной иглы в стоге сена.Нет очевидного органа чувств, который можно было бы вскрыть; магнитные поля все время незримо проходят по всему телу. «Рецепторы могут быть на левом пальце ноги», — говорит Киршвинк.

Ученые выдвинули две конкурирующие идеи о том, чем они могут быть. Во-первых, магнитные поля запускают квантово-химические реакции в белках, называемых криптохромами. Криптохромы были обнаружены в сетчатке, но никто не определил, как они могут контролировать нервные пути. Другая теория, которую поддерживает Киршвинк, предполагает, что миниатюрные иглы компаса располагаются внутри рецепторных клеток либо рядом с тройничным нервом за носом животных, либо во внутреннем ухе.Иглы, которые, как предполагается, состоят из очень магнитного минерала железа, называемого магнетитом, каким-то образом открывают или закрывают нервные пути.

Те же кандидаты в магниторецепторы обнаружены у людей. Так есть ли у нас магнетизм? «Возможно, мы потеряли его вместе с нашей цивилизацией», — говорит Михаэль Винкльхофер, биофизик из Ольденбургского университета в Германии. Или, как думает Киршвинк, возможно, мы сохраняем его след, как крылья страуса.

Киршвинк специализируется на измерении остаточных магнитных полей в горных породах, которые могут указывать на широту образования горных пород, миллионы или миллиарды лет назад, и отслеживать их тектонические колебания.Эта техника привела его к сильным и влиятельным идеям. В 1992 году он собрал доказательства того, что ледники почти покрывали земной шар более 650 миллионов лет назад, и предположил, что их последующее отступление от «Земли-снежка» (термин, который он придумал) вызвало эволюционный розыгрыш, который перерос в кембрийский взрыв 540 миллионов лет назад. . В 1997 году он разработал провокационное объяснение аномально быстрого дрейфа континентальных плит примерно в то же время, что и кембрийский взрыв: ось вращения Земли перевернулась на целых 90 °, предположил Киршвинк.Климатический ущерб от этого геологически внезапного события также стимулировал биологические инновации, наблюдаемые в кембрии. И он был известным среди группы ученых, которые в 1990-х и 2000-х годах утверждали, что магнитные кристаллы в известном марсианском метеорите Allan Hills 84001 были окаменелыми признаками жизни на Красной планете. Несмотря на то, что значение Allan Hills 84001 остается спорным, идея о том, что жизнь оставляет после себя магнитоокаменелости, является активной областью исследований на Земле.

«Он не боится выйти из строя», — говорит Кеннет Ломанн, нейробиолог, изучающий магниторецепцию омаров и морских черепах в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл.«В одних вещах он был прав, а в других — не прав».

Это часть нашей эволюционной истории. Магниторецепция может быть первичным смыслом.

Джо Киршвинк, геофизик Калифорнийского технологического института в Пасадене,

В подтверждение своей гипотезы Киршвинк собрал камни со всего мира: из Южной Африки, Китая, Марокко и Австралии. Но поиск магнитов у животных — и людей — в его лаборатории в подвале без окон остается неизменной навязчивой идеей.Просто спросите его первенца, который приехал сюда в 1984 году, когда Киршвинк и его жена Ацуко Кобаяши, японский структурный биолог, опубликовали открытие магнетита в тканях носовых пазух желтоперого тунца. По предложению Киршвинка они назвали его Джисеки: магнитный камень или магнетит.

Киршвинк, 62 года, никогда не мог сделать выбор между геологией и биологией. Он вспоминает день 1972 года, когда, будучи студентом Калифорнийского технологического института, он осознал, что эти два аспекта взаимосвязаны. Профессор держал пластину языка хитона, разновидности моллюска, и тащил ее с помощью стержневого магнита.Его зубы были покрыты магнетитом. «Это поразило меня», — вспоминает Киршвинк, который до сих пор держит пластину для языка на своем столе. «Магнетит — это обычно то, что геологи ожидают от магматических пород. Обнаружить его у животного — биохимическая аномалия ».

На протяжении многих лет ученые думали, что хитоны — это способ синтеза магнетита просто потому, что твердый минерал делает зуб хорошими и прочными. Но в 1975 году Ричард Блейкмор из Океанографического института Вудс-Хоул в Массачусетсе предположил, что у некоторых бактерий магнетит является магнитным датчиком.Изучая бактерии из болотных болот Кейп-Код, Блейкмор обнаружил, что, когда он перемещал небольшой магнит вокруг своих предметных стекол, бактерии устремлялись к магниту. Присмотревшись, он обнаружил, что микробы скрывают цепочки кристаллов магнетита, которые заставляют клетки выравниваться с линиями собственного магнитного поля Земли, которое в Массачусетсе опускается в землю под углом 70 ° к Северному полюсу. Многие бактерии случайным образом ищут правильный баланс кислорода и питательных веществ, используя движение, называемое «кувыркайся и беги».Но как иглы компаса для плавания, бактерии Блейкмора различали верхнюю грязь от грязи. Они могли перемещаться по этому градиенту более эффективно и плавать вниз по нему всякий раз, когда грязь была нарушена. Эти бактериальные магниторецепторы до сих пор единственные, что ученые окончательно обнаружили и изучили. Для Киршвинка их присутствие указывает на то, что магниторецепция является древней, возможно, до появления первых эукариотических клеток на Земле, которые, как считается, эволюционировали почти 2 миллиарда лет назад после того, как клетка-хозяин захватила свободноживущие бактерии, которые стали митохондриями, производящими энергию.«Я предполагаю, что первоначальные митохондрии были магнитными бактериями», — говорит Киршвинк, что может означать, что все эукариоты обладают потенциальным магнитным чутьем.

Читая о работе Блейкмора, Киршвинк задавался вопросом, в каком направлении плавают магнитные бактерии в Южном полушарии: на север, как микробы Массачусетса, или на юг, к своему полюсу, или в каком-то другом направлении? Он прилетел в Австралию, чтобы искать в руслах ручьев антиподных собратьев Блейкмора. Больше всего их было в пруду для очистки сточных вод недалеко от Канберры.«Я просто взял с собой магнит и ручную линзу», — говорит он. «Они повсюду». Конечно же, они поплыли к Южному полюсу. Они развили цепочки магнетита, ориентированные на юг.

К тому времени Киршвинк была постдоком в Принстонском университете, работая с биологом Джеймсом Гулдом. Он также закончил пищевую цепочку животных. В 1978 году он и Гулд обнаружили магнетит в брюшке медоносных пчел. Затем, в 1979 году, в головах голубей. Без ведома Киршвинка через Атлантический океан молодой, харизматичный университет Манчестера, U.К., биолог по имени Робин Бейкер, нацелился на магнитные способности более крупных и сложных животных: британских студентов. В серии экспериментов он собрал студентов с завязанными глазами из «домашней» точки в микроавтобус шерпов, провел их по извилистой дороге в сельскую местность и спросил у них, куда по компасу они направляются домой. В «Науке» за 1980 год Бейкер сообщил нечто сверхъестественное: студенты почти всегда могли указать в квадранте дома. Когда они носили стержневой магнит в резинке своих повязок на глазах, это умение указывать было нарушено, в то время как контрольные люди, носившие латунный стержень, все еще обладали тем, что казалось магнетическим.

В более поздних вариантах Бейкер утверждал, что обнаружил у человека чувство компаса в экспериментах по «прогулке», в которых испытуемые указывали домой после того, как их вели по извилистому маршруту; и эксперименты со стулом, в которых их просили указать стороны света после вращения. Бейкер провел некоторые из своих экспериментов для прямой трансляции, а некоторые из своих результатов он объявил перед рецензированием в книгах и научно-популярных журналах — чутье на драматизм, которое неправильно истолковало других ученых.

В электронном письме Бейкер говорит, что среди его U.С. аналоги. Киршвинк и Гулд были среди скептиков. В 1981 году они пригласили Бейкера в Принстон, чтобы дать шанс провести эксперименты — одна остановка во время тура по воспроизводимости результатов по нескольким кампусам США на северо-востоке. В Принстоне и других местах попытки репликации не увенчались успехом. После того, как Бейкер в 1983 году в статье Nature заявил, что кости пазух человека обладают магнитными свойствами, Киршвинк показал, что результаты были вызваны загрязнением. В 1985 году Киршвинку не удалось воспроизвести версию эксперимента со стулом.

Хотя манчестерские эксперименты омрачили магниторецепцию человека, Киршвинк незаметно взял на себя мантию Бейкера, проводя эксперименты на людях на стороне в течение 30 лет. Он никогда не переставал запускать студентов через перчатку магнитных катушек и экспериментальных протоколов. «Раздражало то, что [наши] эксперименты не были отрицательными», — говорит он. «Но изо дня в день мы не могли их воспроизвести».

Теперь, благодаря гранту в размере 900 000 долларов от Human Frontier Science Program, Киршвинк; Синсуке Симодзё, психофизик Калифорнийского технологического института и эксперт по ЭЭГ; и Аюму Матани, нейроинженер из Токийского университета, делают все возможное, чтобы проверить утверждения Бейкера.

Бейкер находит ироничным то, что его бывший антагонист теперь возглавляет атаку магниторецепции человека. «У Джо, вероятно, для этого больше возможностей, чем у большинства», — пишет он. Что касается того, считает ли он, что его результаты все еще указывают на что-то реальное, Бейкер говорит, что «у меня нет и тени сомнения: люди могут обнаруживать и использовать магнитное поле Земли».

Центр притяжения

Исследователи проверяют людей на подсознательное магнитное чутье, помещая их в темный металлический ящик и применяя магнитные поля.

К. Бикель / Наука

По соседству с магнитной лабораторией Киршвинка находится комната, где он тестирует своих людей. В нем находится коробка из тонкого алюминиевого сайдинга, известная как клетка Фарадея, достаточно большая, чтобы вместить испытуемого. Его роль состоит в том, чтобы отсеивать электромагнитный шум — от компьютеров, лифтов и даже радиопередач, — которые могут помешать эксперименту.«Клетка Фарадея — ключ к успеху», — говорит Киршвинк. «Только в последние несколько лет, после того, как мы установили проклятый щит Фарадея, мы стали говорить:« Подожди минутку »».

Киршвинк добавил его после того, как эксперимент, проведенный одним из коллег Винкльхофера из Ольденбурга, Хенриком Моуритсеном, показал, что электромагнитный шум мешает европейским малиновкам ориентироваться в магнитном поле. По словам Киршвинка, паразитные поля, вероятно, повлияют на любой человеческий компас, а шум наиболее разрушителен в полосе частот, перекрывающейся с радиопередачами AM.Это могло объяснить, почему эксперименты Бейкера увенчались успехом в Манчестере, где в то время не было сильных AM-радиостанций. Однако северо-восток США сделал это, что может объяснить, почему тамошние ученые не смогли воспроизвести результаты.

В нынешней установке клетка Фарадея выстлана квадратами проволочных катушек, называемых катушками Мерритта. Электричество, передаваемое через катушки, индуцирует однородное магнитное поле, проходящее через центр коробки. Поскольку катушки расположены в трех перпендикулярных направлениях, экспериментаторы могут контролировать ориентацию поля.Магнитометр для проверки напряженности поля болтается над деревянным стулом, в котором все железосодержащие части заменены немагнитными латунными винтами и алюминиевыми скобами.

Идея Киршвинка, Шимоджо и Матани состоит в том, чтобы применить вращающееся магнитное поле, близкое по силе к земному, и проверить записи ЭЭГ на предмет реакции мозга. Его обнаружение не выявит самих магнито-рецепторов, но докажет, что такое чувство существует, без необходимости интерпретировать часто неоднозначное поведение человека.«Это действительно фантастическая идея, — говорит Винкльхофер. «Мне интересно, почему никто не пробовал это раньше».

Эксперименты начались в конце 2014 года. Киршвинк был человеком №1. Номер 19 — Мацуда, взятый взаймы из лаборатории Матани, которая повторяет эксперимент в Токио с аналогичной установкой. Мацуда подписывает форму согласия, и техник ведет в ящик, который несет провода ЭЭГ, как шлейф свадебной фаты. «Готовы ли мы начать?» — спрашивает техник, вставив электроды.Мацуда мрачно кивает. «Хорошо, я закрою коробку». Он опускает алюминиевую заслонку, выключает свет и закрывает дверь. В коробку записан гнусавый хриплый голос Киршвинка. «Не засыпай, — говорит он.

Мацуда будет сидеть в ящике в течение часа в полной темноте, пока автоматическая программа выполняет восемь различных тестов. В половине из них магнитное поле примерно такой же силы, как у Земли, медленно вращается вокруг головы объекта. В других катушки Мерритта настроены так, чтобы нейтрализовать индуцированное поле, так что действует только естественный магнетизм Земли.Эти тесты рандомизированы, поэтому ни экспериментатор, ни испытуемый не знают, что есть что.

Каждые несколько лет Королевский институт навигации (RIN) в Соединенном Королевстве проводит конференцию, на которую съезжаются практически все исследователи в области навигации животных. На конференциях прошлых лет основное внимание уделялось навигации по солнцу, луне или звездам — ​​или по звуку и запаху. Но на встрече этого года в апреле в Ройал Холлоуэй, Лондонский университет, магниторецепция доминировала в повестке дня. Были представлены доказательства магниторецепции у тараканов и ядовитых лягушек.Питер Хор, физик-химик из Оксфордского университета в Соединенном Королевстве, представил работу, показывающую, как квантовое поведение криптохромной системы может сделать ее более точной, чем предполагали лабораторные эксперименты. Может Се, биофизик из Пекинского университета, прижался спорное утверждение, что в сетчатке плодовых мух, он нашел комплекс магнитных железных конструкций, в окружении криптохромных белков, которая была долгожданная magnetoreceptor.

Затем, во время последнего выступления первого дня, Киршвинк поднялся на подиум, чтобы сообщить свои потенциально революционные новости.Это была небольшая выборка — всего две дюжины людей, — но его подвальный прибор давал стабильный, повторяемый эффект. Когда магнитное поле вращалось против часовой стрелки — эквивалент объекта, смотрящего вправо, — наблюдалось резкое падение α-волн. Подавление α-волн в мире ЭЭГ связано с обработкой данных в мозге: набор нейронов срабатывает в ответ на магнитное поле, единственную изменяющуюся переменную. Нейронный ответ был задержан на несколько сотен миллисекунд, и Киршвинк говорит, что задержка предполагает активный ответ мозга.Магнитное поле может индуцировать в мозгу электрические токи, которые могут имитировать сигнал ЭЭГ, но они проявляются немедленно.

Киршвинк также обнаружил сигнал, когда прикладываемое поле уходило в пол, как если бы объект смотрел вверх. Он не понимает, почему сигнал α-волны возник с изменениями вверх-вниз и против часовой стрелки, но не наоборот, хотя он принимает это как знак полярности магнитного компаса человека. «Моя беседа прошла * действительно * хорошо», — радостно написал он впоследствии в электронном письме. «Успешно справился. У людей есть функционирующие магниторецепторы ».

Остальные участники беседы ответили сдержанно: удивительно, если это правда. «Это такие вещи, которые трудно оценить из 12-минутного выступления», — говорит Ломанн. «Дьявол всегда кроется в деталях». Хор говорит: «Джо очень умный человек и очень осторожный экспериментатор. Он бы не стал говорить об этом в RIN, если бы не был полностью уверен в своей правоте. И этого нельзя сказать о каждом ученом в этой области ».

Два месяца спустя, в июне, Киршвинк находится в Японии, обрабатывает данные и выявляет экспериментальные различия с группой Матани.«Алиса в стране чудес, в кроличью нору, вот каково это», — говорит он. Матани использует аналогичную экранированную установку, за исключением того, что его клетка и катушки меньше — достаточно большие, чтобы охватить головы субъектов, которые должны лежать на спине. Тем не менее, эта команда тоже начинает видеть повторяющиеся эффекты ЭЭГ. «Это абсолютно воспроизводимо даже в Токио», — говорит Киршвинк. «Двери открываются».

Поиски Киршвинка, которые длились всю жизнь, похоже, находятся на пороге решения, но также ощущаются как начало.Коллега из Новой Зеландии говорит, что он готов повторить эксперимент в Южном полушарии, и Киршвинку нужны деньги на передвижную клетку Фарадея, которую он мог бы доставить к магнитному экватору. Есть документы, которые нужно писать, и новые предметы, которые нужно набирать. Подобно тому, как результаты Бейкера годами рикошетили в исследовательском сообществе, Киршвинк знает, что путь к принятию его идеи долог и труден.

Но ему доставляет удовольствие мысль показать раз и навсегда, что есть что-то, что связывает iPhone в его кармане — электромагнитные законы, управляющие устройствами и определяющие современность, — с чем-то глубоко внутри него и с древом жизни.«Это часть нашей эволюционной истории. Магниторецепция может быть основным смыслом ».

.

No related posts.