Китай изгражда рекордни магнити - но не и без цена

Китай изгражда рекордни магнити - но не и без цена

Китай сега се помещава най -мощните устойчиви магнити в света, които произвеждат магнитно поле, което е повече от 800 000 пъти по -силно от това на Земята.

На 22 септември магнитът в постоянното съоръжение за високо магнитно поле (SHHMFF) проведе постоянно магнитно поле от 42.02 Tesla в Институтите за физически науки на Хефей на Китайската академия на науките. Този крайъгълен камък почти надвишава рекорда от 41.4 Tesla, който е създаден през 2017 г. от устойчив магнит в Националната лаборатория на магнитното поле на САЩ (NHMFL) в Талахаси, Флорида. Резистивните магнити се състоят от увити метални проводници и се използват в магнитни системи по целия свят.

Притежателят на рекордите от Китай поставя основата за изграждането на надеждни магнити, които могат да поддържат все по -големи магнитни полета. Това би позволило на изследователите да придобият изненадващи нови физически познания, казва Йоахим Восница, физик в Дрезден Хохфелдлабор в Германия.

Резистивният магнит, който е отворен за международните потребители, е вторият значителен принос на Китай за глобалните начинания да създава все по -високи магнитни полета. През 2022 г. хибридният магнит на SHMFF, който съчетава резистивен магнит със свръхпроводник, произвежда поле от 45.22 Tesla и се счита за най -мощния функциониращ постоянен магнит в света.

Изследователски инструмент

Магнитите с високо поле са полезни инструменти за откриване на скрити свойства на прогресивни материали като Супралитър Материали, които насочват електрическия ток без загуба на топлина при много ниски температури. Високите полета предлагат и възможността да се открият напълно нови физически явления, казва Марк-Хенри Жулиен, физик от твърдо състояние в Националната лаборатория за интензивни магнитни полета в Гренобъл, Франция. „Можете да създадете или манипулирате нова материя“, обяснява Жулиен.

Високите полета също са полезни за експерименти, базирани на много чувствителни измервания, тъй като те увеличават разделителната способност и улесняват разпознаването на слабите явления, казва Александър Итън, физик от твърд държав в Университета в Кеймбридж, Великобритания. "Всяка допълнителна Tesla е експоненциално по -добра от последната", добавя той.

Гуангли Куанг, физик, който е специализиран във високи магнитни полета на SHMFF, обяснява, че екипът е прекарал години, за да променя магнита, за да постигне най -новия рекорд. "Не беше лесно да се направи това", казва той.

надежден, но скъп

резистивните магнити са по -стара технология, но могат да поддържат магнитни полета за по -дълги периоди от по -новите им хибриди и напълно зашиващи колеги, обяснява Wosnitza. Вашите магнитни полета също могат да бъдат увеличени много по -бързо, което го прави разнообразни експериментални инструменти. "Можете просто да обърнете превключвател и да превключите от нула Tesla на високи полета в рамките на минути", казва той.

Големият недостатък на устойчивите магнити е високата консумация на енергия, което го прави скъпо, казва Итън. Резистивният магнит на SHMFF издърпа 32,3 мегавата електричество, за да създаде своето поле за регулиране. „Трябва да имате много добра научна причина, за да оправдаете този ресурс“, обяснява Итън.

Това предизвикателство задвижва състезанието за развитие на хибридни и напълно зашиващи магнити, които могат да генерират високи полета с по -малко енергия. През 2019 г. изследователите на NHMFL изградиха миниатюризирани, доказателство за концепция свръхпроводящи магнити, които накратко A Поле от 45.5 Tesla поддържа и понастоящем разработва по-голям супер водещ магнит с 40 Tesla за експерименти. Екипът на SHMFF изгражда хибриден магнит с 55 Tesla. Въпреки че се очаква тези по -нови магнити да бъдат по -ефективни от техните устойчиви предшественици, те носят собствените си предизвикателства със себе си: те са по -скъпи за производство и изискват сложни системи за охлаждане, обяснява инженерът Марк Бърд, съвместно управление на магнитната наука и технологии в NHMFL. "Технологията все още се развива и разходите все още не са ясни", казва Бърд.