Китай изгражда рекорден магнит-но не и без цена

Китай изгражда рекорден магнит-но не и без цена

Китай вече е дом на най -мощния резистивен магнит в света, който произвежда магнитно поле повече от 800 000 пъти по -силно от Земята.

На 22 септември магнитът поддържа постоянно магнитно поле от 42.02 Tesla в съоръжението за постоянно високо магнитно поле (SHMFF) в Институтите по физически науки на Хефей на Китайската академия на науките. Този крайъгълен камък тясно бие рекорда от 41.4 Tesla, поставен през 2017 г. от резистивен магнит в Националната лаборатория за магнитни полета на САЩ (NHMFL) в Талахаси, Флорида. Резистивните магнити се състоят от проводници на рани и се използват в магнитни системи по целия свят.

Притежателят на рекордите от Китай поставя основата за изграждане на надеждни магнити, които могат да поддържат все по -силни магнитни полета. Това би позволило на изследователите да получат изненадващи нови физически прозрения, казва Йоахим Восница, физик в лабораторията на Дрезден в Германия.

Резистивният магнит, отворен за международните потребители, е вторият основен принос на Китай за глобалния тласък за генериране на все по -високи магнитни полета. През 2022 г. хибридният магнит на SHMFF, който комбинира резистивен магнит със свръхпроводящ такъв, произвежда поле от 45.22 Tesla и се счита за най -мощния работещ постоянен магнит в света.

Изследователски инструмент

Магнитите с висока поле са полезни инструменти за разкриване на скрити свойства на напреднали материали като Свръхпроводници - Материали, които провеждат електричество при много ниски температури, без да губят топлина. Високите полета също предлагат възможност да се открият изцяло 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 нови състояния на материята“, обяснява Жулиен.

Високите полета също са полезни за експерименти, базирани на много чувствителни измервания, тъй като те увеличават разделителната способност и улесняват откриването на слаби явления, казва Александър Ийтън, физик от твърдо състояние 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 в SHMFF, обяснява, че екипът е прекарал години, променяйки магнита, за да постигне най -новия рекорд. „Не беше лесно да се случи“, казва той.

Надежден, но скъп

Резистивните магнити са по -стара технология, но могат да поддържат магнитни полета за по -дълги периоди от време, отколкото по -новите им хибридни и напълно свръхпроводящи колеги, обяснява Wosnitza. Магнитните им полета също могат да бъдат увеличени много по -бързо, което ги прави многостранни експериментални инструменти. „Можете просто да завъртите превключвател и да преминете от нула Tesla на високи полета за минути“, казва той.

Големият недостатък на резистивните магнити е високата консумация на енергия, което ги прави скъпи, казва Итън. Така резистивният магнит на SHMFF привлече 32,3 мегавата електричество, за да създаде своето рекордно поле. „Трябва да имате много добра научна причина, за да оправдаете този ресурс“, обяснява Ийтън.

Това предизвикателство е водещото състезание за развитие на хибридни и напълно свръхпроводящи магнити, които могат да генерират високи полета с по -малко енергия. През 2019 г. изследователите на NHMFL изградиха миниатюризиран, доказателствен свръхпроводящ магнит, който накратко Поле от 45,5 Tesla поддържани и в момента разработват по -голям 40 Tesla свръхпроводящ магнит за експерименти. Екипът на SHMFF изгражда хибриден магнит с 55 Tesla. Въпреки че се очаква тези по-нови магнити да бъдат по-евтини за работа от техните резистивни предшественици, те идват със собствените си предизвикателства: те са по-скъпи за производство и изискват сложни системи за охлаждане, обяснява инженерът Марк Бърд, ко-водещ магнитна наука и технологии в NHMFL. „Технологията все още се развива и разходите все още не са ясни“, казва Бърд.