La Chine construit des aimants record - mais pas sans prix

La Chine construit des aimants record - mais pas sans prix

La Chine abrite désormais les aimants résistants les plus puissants du monde, qui ont produit un champ magnétique qui est plus de 800 000 fois plus fort que celui de la terre.

Le 22 septembre, l'aimant dans le champ magnétique élevé régulier (SHHMFF) détenait un champ magnétique constant de 42,02 Tesla aux Hefei Institutes for Physical Sciences de l'Académie chinoise des sciences. Cette étape dépasse presque le record de 41,4 Tesla, qui a été créé en 2017 par un aimant résistant au US National High Magnetic Field Laboratory (NHMFL) à Tallahasee, en Floride. Les aimants résistifs sont constitués de fils métalliques enveloppés et sont utilisés dans les systèmes magnétiques dans le monde.

Le détenteur d'enregistrement de la Chine fait la base de la construction d'aimants fiables, qui peuvent maintenir des champs magnétiques de plus en plus grands. Cela permettrait aux chercheurs d'acquérir de nouvelles connaissances physiques surprenantes, explique Joachim Wosnitza, physicienne au Dresde Hochfeldlabor en Allemagne.

L'aimant résistif, qui est ouvert aux utilisateurs internationaux, est la deuxième contribution significative de la Chine aux efforts mondiaux pour créer des champs magnétiques toujours plus élevés. En 2022, l'aimant hybride du SHMFF, qui combine un aimant résistif avec un supraconducteur, a produit un champ de 45,22 Tesla et est considéré comme l'aimant permanent fonctionnel le plus puissant au monde.

outil de recherche

Les aimants à champ élevé sont des outils utiles pour la détection des propriétés cachées de matériaux progressifs tels que Supraliter Matériaux qui dirigent le courant électrique sans perte de chaleur à des températures très basses. Les champs élevés offrent également la possibilité de découvrir des phénomènes physiques complètement nouveaux, explique Marc-Henri Julien, un physicien à l'état solide au National Laboratory for Intense Magnetic Fields à Grenoble, en France. "Vous pouvez créer ou manipuler de nouvelles matières", explique Julien.

Les champs élevés sont également utiles pour des expériences basées sur des mesures très sensibles, car elles augmentent la résolution et facilitent la reconnaissance des phénomènes faibles, explique Alexander Eaton, un physicien solide à l'état de l'Université de Cambridge, Grande-Bretagne. "Chaque Tesla supplémentaire est exponentiellement meilleure que la précédente", ajoute-t-il.

Guangli Kuang, un physicien spécialisé dans les champs magnétiques élevés sur le SHMFF, explique que l'équipe a passé des années à modifier l'aimant pour atteindre le dernier record. "Ce n'était pas facile de le faire", dit-il.

fiable, mais coûteux

sont une technologie plus ancienne, mais peuvent maintenir les champs magnétiques sur des périodes plus longues que leurs nouveaux hybrides et leurs homologues entièrement suturn, explique Wosnitza. Vos champs magnétiques peuvent également être augmentés beaucoup plus rapidement, ce qui en fait une variété d'outils expérimentaux. "Vous pouvez simplement tourner un interrupteur et passer de Zero Tesla aux champs élevés en quelques minutes", dit-il.

Le grand inconvénient des aimants résistants est la consommation élevée de puissance, ce qui le rend coûteux, explique Eaton. L'aimant résistif du SHMFF a tiré 32,3 mégawatts d'électricité pour créer son champ record. "Vous devez avoir une très bonne raison scientifique de justifier cette ressource", explique Eaton.

Ce défi entraîne la course pour le développement d'aimants hybrides et entièrement suturn, qui peuvent générer des champs élevés avec moins d'énergie. En 2019, les chercheurs de la NHMFL ont construit des aimants supraconducteurs miniaturisés et preuve-concept qui ont brièvement un Champ de 45,5 Tesla Soutenu et développez actuellement un aimant super plus grand avec 40 Tesla pour des expériences. L'équipe du SHMFF construit un aimant hybride avec 55 Tesla. Bien que ces nouveaux aimants devraient être plus rentables que leurs prédécesseurs résistants, ils apportent leurs propres défis avec eux: ils sont plus chers à fabriquer et nécessitent des systèmes de refroidissement complexes, explique l'ingénieur Mark Bird, le co-manager de la science et de la technologie magnétiques au NHMFL. "La technologie est toujours en cours de développement et les coûts ne sont pas encore clairs", explique Bird.