Ķīna būvē rekordlielus magnētus, bet ne bez cenas
Ķīna būvē rekordlielus magnētus, bet ne bez cenas
Ķīnā tagad atrodas pasaulē visspēcīgākie izturīgie magnēti, kas radīja magnētisko lauku, kas ir vairāk nekā 800 000 reizes spēcīgāks nekā Zeme.
22. septembrī magnēts vienmērīgajā augstā magnētiskā lauka objektā (ShhMFF) Hefei institūtos Hefei institūtos bija Ķīnas zinātņu akadēmijas fiziskās zinātnes institūtos 42,02 Tesla. Šis pagrieziena punkts gandrīz pārsniedz 41,4 Tesla rekordu, kuru 2017. gadā izveidoja izturīgs magnēts ASV nacionālajā augstā magnētiskā lauka laboratorijā (NHMFL) Talahasē, Floridā. Pretestības magnēti sastāv no iesaiņotiem metāla vadiem un tiek izmantoti magnētiskajās sistēmās visā pasaulē.
Rekordi no Ķīnas ir pamats uzticamu magnētu būvniecībai, kas var saglabāt arvien lielākus magnētiskos laukus. Tas ļautu pētniekiem iegūt pārsteidzošas jaunas fiziskās zināšanas, saka Joachim Wosnitza, Drēzdenes Hochfeldlabor fiziķis Vācijā.
Pretestības magnēts, kas ir atvērts starptautiskiem lietotājiem, ir otrais Ķīnas nozīmīgais ieguldījums globālajos centienos radīt arvien lielākus magnētiskos laukus. 2022. gadā ŠMFF hibrīda magnēts, kas apvieno pretestības magnētu ar supravadītāju, radīja 45,22 Tesla lauku un tiek uzskatīts par visspēcīgāko funkcionējošo pastāvīgo magnētu pasaulē.
Pētniecības rīks
Augsta lauka magnēti ir noderīgi instrumenti, lai noteiktu progresīvu materiālu, piemēram, supraliter Materiāli, kas tiešo elektrisko strāvu bez siltuma zudumiem ļoti zemā temperatūrā. Augstie lauki piedāvā arī iespēju atklāt pilnīgi jaunas fiziskas parādības, saka Marc-Henri Julien, cietvielu fiziķis Nacionālajā laboratorijā intensīviem magnētiskiem laukiem Grenoblē, Francijā. "Jūs varat izveidot vai manipulēt ar jaunu lietu," skaidro Džūljens.
Augstie lauki ir noderīgi arī eksperimentiem, kuru pamatā ir ļoti jutīgi mērījumi, jo tie palielina izšķirtspēju un atvieglo vāju parādību atpazīšanu, saka Aleksandrs Eatons, cieta stāvokļa fiziķis Kembridžas universitātē, Lielbritānijā. "Katrs papildu Tesla ir eksponenciāli labāks nekā pēdējais," viņš piebilst.
Guangli Kuang, fiziķis, kurš specializējas augstos magnētiskajos laukos uz ŠMFF, skaidro, ka komanda ir pavadījusi gadus, lai modificētu magnētu, lai sasniegtu jaunāko ierakstu. "To nebija viegli izdarīt," viņš saka.
uzticams, bet dārgi
pretestības magnēti ir vecāka tehnoloģija, taču tie var saglabāt magnētiskos laukus ilgākā laika posmā nekā to jaunākie hibrīdi un pilnībā šuvējošie kolēģi, skaidro Wosnitza. Jūsu magnētiskos laukus var arī palielināt daudz ātrāk, kas padara to par dažādiem eksperimentāliem rīkiem. "Jūs varat vienkārši pagriezt slēdzi un dažu minūšu laikā pārslēgties no nulles Tesla uz augstiem laukiem," viņš saka.
Izturīgo magnētu lielais trūkums ir liels enerģijas patēriņš, kas to padara dārgu, saka Eatons. ŠMFF pretestības magnēts izvilka 32,3 megavatu elektrības, lai izveidotu savu ierakstu lauku. "Lai pamatotu šo resursu, jums ir jābūt ļoti labam zinātniskam iemeslam," skaidro Eatons.
Šis izaicinājums virza rasi par hibrīdu un pilnībā šuvju magnētu attīstību, kas var radīt augstus laukus ar mazāku enerģiju. 2019. gadā NHMFL pētnieki uzcēla miniatūrizētu, concepta pierādījumu, kas supravadoši magnēti, kas īsi a Lauks 45,5 tesla saglabāts un šobrīd izstrādā lielāku supervadu magnētu ar 40 tesla eksperimentiem. ŠMFF komanda veido hibrīda magnētu ar 55 Tesla. Lai arī sagaidāms, ka šie jaunākie magnēti būs rentablāki nekā viņu izturīgie priekšgājēji, tie rada savus izaicinājumus: tie ir dārgāki ražošanā un prasa sarežģītas dzesēšanas sistēmas, skaidro inženieris Marks Bird, NHMFL magnētiskās zinātnes un tehnoloģijas vadītājs. "Šī tehnoloģija joprojām tiek izstrādāta, un izmaksas vēl nav skaidras," saka Putns.