Kina gradi rekordne magnete - ali ne bez cijene

Kina gradi rekordne magnete - ali ne bez cijene

Kina se sada nalazi najsnažniji magneti na svijetu, koji su proizveli magnetsko polje koje je više od 800 000 puta jače od zemlje zemlje.

22. rujna magnet u ustaljenom stabilnom magnetskom polje (SHHMFF) održao je konstantno magnetsko polje od 42,02 Tesla na institutima Hefei za fizičke znanosti Kineske akademije znanosti. Ova prekretnica gotovo premašuje rekord 41,4 Tesla, koji je 2017. godine postavljen otpornim magnetom u američkom Nacionalnom laboratoriju za magnetsko polje (NHMFL) u Tallahaseeu na Floridi. Otporni magneti sastoje se od omotanih metalnih žica i koriste se u magnetskim sustavima širom svijeta.

Držač zapisa iz Kine postavlja osnovu za izgradnju pouzdanih magneta, koji mogu održavati sve veća magnetska polja. To bi omogućilo istraživačima da steknu iznenađujuće novo fizičko znanje, kaže Joachim Wonitza, fizičar iz Dresden Hochfeldlabor u Njemačkoj.

Otporni magnet, koji je otvoren za međunarodne korisnike, je drugi značajan doprinos Kine u globalnim nastojanjima da se stvori sve veća magnetska polja. U 2022. hibridni magnet SHMFF -a, koji kombinira otporni magnet sa superprevodnikom, proizveo je polje od 45,22 Tesla i smatra se najmoćnijim funkcionalnim trajnim magnetom na svijetu.

Alat za istraživanje

Magneti s visokim poljem korisni su alati za otkrivanje skrivenih svojstava progresivnih materijala kao što je supraliter Materijali koji usmjeravaju električnu struju bez gubitka topline na vrlo niskim temperaturama. Visoka polja također nude priliku za otkrivanje potpuno novih fizičkih pojava, kaže Marc-Henri Julien, fizičar čvrstog stanja u Nacionalnom laboratoriju za intenzivna magnetska polja u Grenobleu, Francuska. "Možete stvoriti ili manipulirati novom pitanjem", objašnjava Julien.

Visoka polja također su korisna za eksperimente na temelju vrlo osjetljivih mjerenja, jer povećavaju rezoluciju i olakšavaju prepoznavanje slabih pojava, kaže Alexander Eaton, čvrsti fizičar na Sveučilištu u Cambridgeu, Velika Britanija. "Svaki dodatni Tesla je eksponencijalno bolji od posljednjeg", dodaje.

Guangli Kuang, fizičar koji se specijalizirao za visoka magnetska polja na SHMFF -u, objašnjava da je tim proveo godine na modificiranju magneta kako bi postigao najnoviji rekord. "To nije bilo lako učiniti", kaže on.

Pouzdano, ali skupo

Otporni magneti su starija tehnologija, ali mogu održavati magnetska polja u dužim razdobljima od njihovih novijih hibrida i potpuno šava, objašnjava Wisnitza. Vaša magnetska polja također se mogu povećati mnogo brže, što ga čini raznim eksperimentalnim alatima. "Jednostavno možete okrenuti prekidač i prebaciti se s nula Tesle na visoka polja u roku od nekoliko minuta", kaže on.

Veliki nedostatak otpornih magneta je velika potrošnja energije, što ga čini skupo, kaže Eaton. Otporni magnet SHMFF -a povukao je 32,3 megavata električne energije kako bi stvorio svoje rekordno polje. "Morate imati vrlo dobar znanstveni razlog da opravdate ovaj resurs", objašnjava Eaton.

Ovaj izazov pokreće utrku za razvoj hibridnih i potpuno šava magneta koji mogu stvoriti visoka polja s manje energije. U 2019. godini istraživači NHMFL-a izgradili su minijaturizirane magnete za dokaz koncepta koji nakratko a polje od 45.5 Tesla održava se, a trenutno razvija veći super-vojni magnet s 40 Tesla za eksperimenti. Tim u SHMFF -u gradi hibridni magnet s 55 Tesla. Iako se očekuje da će ovi noviji magneti biti ekonomičniji od svojih otpornih prethodnika, oni sa sobom donose vlastite izazove: skuplji su za proizvodnju i zahtijevaju komplicirane sustave hlađenja, objašnjava inženjer Mark Bird, Co -Manager magnetske znanosti i tehnologije na NHMFL -u. "Tehnologija se još uvijek razvija, a troškovi još nisu jasni", kaže Bird.