Oamenii de știință chinezi au stabilit un nou record mondial de câmp magnetic; cercetătorii au produs un câmp magnetic stabil de 42,02 Tesla, de peste 800.000 de ori mai puternic decât cel al Pământului.
Magnetul, realizat din fire metalice încolăcite, face parte dintr-o categorie de magneți rezistivi utilizată la scară largă în centrele de cercetare a magnetismului din întreaga lume. Acest este considerat un progres major pentru Laboratorul de Câmpuri Magnetice Înalte din cadrul Academiei Chineze de Științe (CHMFL), după succesul din 2022 cu cel mai puternic magnet hibrid din lume, de 45,22 Tesla.
După aproape patru ani de eforturi neîncetate, oamenii de știință și inginerii chinezi au rafinat structura magnetului și au optimizat procesul de fabricație, reușind să obțină un câmp magnetic stabil de 42,02 Tesla cu o sursă de alimentare de 32,3 MW, depășind recordul de 41,4 Tesla stabilit de Laboratorul Național de Câmpuri Magnetice Înalte al SUA în 2017.
Un nou record mondial de câmp magnetic, stabilit în China
Joachim Wosnitza, fizician la Laboratorul de Câmpuri Magnetice Înalte din Dresda (Germania), a declarat că acest magnet revoluționar deschide calea pentru dezvoltarea unor magneți fiabili care să poată susține câmpuri magnetice și mai puternice. Aceste progrese le-ar putea permite cercetătorilor să descopere fenomene fizice noi și neașteptate.
Magneții cu câmpuri înalte sunt instrumente esențiale pentru explorarea proprietăților ascunse ale materialelor avansate, cum ar fi supraconductorii, care pot transporta curent electric fără a genera căldură reziduală la temperaturi foarte scăzute. Aceste câmpuri magnetice puternice oferă, de asemenea, oportunități de a observa fenomene fizice complet noi și de a manipula stările materiei, oferind perspective valoroase în domeniul fizicii materiei condensate, scrie Interesting Engineering.
Alexander Eaton, fizician în domeniul materiei condensate la Universitatea Cambridge (Anglia), a explicat că câmpurile magnetice înalte sunt deosebit de utile pentru experimentele care necesită măsurători foarte sensibile, deoarece acestea îmbunătățesc rezoluția și facilitează detectarea . Fiecare Tesla suplimentar îmbunătățește semnificativ precizia acestor măsurători, permițând o mai bună înțelegere a efectelor fizice evazive.
Guangli Kuang, specialist în câmpuri magnetice înalte la SHMFF (Unitatea de Câmp Magnetic Stabil a Academiei Chineze de Științe), a explicat că echipa a dedicat ani întregi rafinării magnetului pentru a atinge acest nou record, subliniind că realizarea nu a fost deloc ușoară.
Avantaje și dezavantaje ale diferitelor tipuri de magneți
Deși magneții rezistivi reprezintă o tehnologie mai veche, aceștia pot menține câmpuri magnetice înalte pentru perioade mai lungi de timp în comparație cu magneții hibrizi sau supraconductori complet noi. De asemenea, au avantajul de a-și crește rapid câmpurile magnetice, ceea ce îi face foarte . Totuși, principalul lor dezavantaj este consumul semnificativ de energie, ceea ce îi face costisitori de operat. De exemplu, magnetul rezistiv de la SHMFF a necesitat 32,3 megawați de electricitate pentru a atinge câmpul record, necesitând o justificare științifică solidă pentru o astfel de utilizare a resurselor.
Provocarea consumului ridicat de energie stimulează dezvoltarea magneților hibrizi și complet supraconductori, care pot produce câmpuri magnetice înalte cu un consum de energie mai redus. În 2019, cercetătorii de la NHMFL au creat un mic magnet supraconductor care a atins temporar un câmp de 45,5 Tesla și lucrează acum la un magnet supraconductor mai mare, de 40 Tesla, pentru experimente. Între timp, echipa SHMFF construiește un magnet hibrid de 55 Tesla.
Deși acești magneți noi sunt așteptați să fie mai ieftini de operat decât cei rezistivi, aceștia au parte și ei de provocări, cum ar fi costurile mai mari de construcție și sistemele complexe de răcire.