Kina bygger rekord - brytende magneter - men ikke uten pris
Kina bygger rekord - brytende magneter - men ikke uten pris
Kina huser nå verdens kraftigste resistente magneter, som produserte et magnetfelt som er mer enn 800 000 ganger sterkere enn jorden.
22. september holdt magneten i Stady High Magnetic Field Facility (SHHMFF) et konstant magnetfelt på 42.02 Tesla ved Hefei Institutes for fysiske vitenskaper fra det kinesiske vitenskapsakademiet. Denne milepælen overstiger nesten rekorden på 41,4 Tesla, som ble satt opp i 2017 av en resistent magnet i US National High Magnetic Field Laboratory (NHMFL) i Tallahasee, Florida. Resistive magneter består av innpakkede metallledninger og brukes i magnetiske systemer over hele verden.
Rekordholderen fra Kina legger grunnlaget for konstruksjon av pålitelige magneter, som kan opprettholde stadig større magnetfelt. Dette vil gjøre det mulig for forskerne å få overraskende ny fysisk kunnskap, sier Joachim Wosnitza, fysiker ved Dresden Hochfeldlabor i Tyskland.
Den resistive magneten, som er åpen for internasjonale brukere, er Kinas andre betydningsfulle bidrag til globale bestrebelser for å skape stadig høyere magnetfelt. I 2022 produserte hybridmagneten til SHMFF, som kombinerer en resistiv magnet med en superleder, et felt på 45,22 Tesla og regnes som den mektigste fungerende permanente magneten i verden.
forskningsverktøy
Høyfeltmagneter er nyttige verktøy for påvisning av skjulte egenskaper til progressive materialer som Supraliter Materialer som direkte elektrisk strøm uten varmetap ved veldig lave temperaturer. High Fields tilbyr også muligheten til å oppdage helt nye fysiske fenomener, sier Marc-Henri Julien, en solid-state fysiker ved National Laboratory for intense magnetfelt i Grenoble, Frankrike. "Du kan opprette eller manipulere ny sak," forklarer Julien.
Høye felt er også nyttige for eksperimenter basert på veldig sensitive målinger, ettersom de øker oppløsningen og gjør det lettere å gjenkjenne svake fenomener, sier Alexander Eaton, en solid -statisk fysiker ved University of Cambridge, Storbritannia. "Hver ekstra Tesla er eksponentielt bedre enn den siste," legger han til.
Guangli Kuang, en fysiker som spesialiserer seg på høye magnetiske felt på SHMFF, forklarer at teamet har brukt år på å endre magneten for å oppnå den siste rekorden. "Det var ikke lett å gjøre det," sier han.
pålitelig, men kostbar
Resistive magneter er en eldre teknologi, men kan opprettholde magnetiske felt over lengre perioder enn deres nyere hybrider og fullt suturende kolleger, forklarer Wosnitza. Magnetfeltene dine kan også økes mye raskere, noe som gjør det til en rekke eksperimentelle verktøy. "Du kan ganske enkelt snu en bryter og bytte fra null Tesla til høye felt i løpet av få minutter," sier han.
Den store ulempen med resistente magneter er det høye strømforbruket, noe som gjør det dyrt, sier Eaton. Den resistive magneten til SHMFF trakk 32,3 megawatt strøm for å lage sitt rekord -brytende felt. "Du må ha en veldig god vitenskapelig grunn til å rettferdiggjøre denne ressursen," forklarer Eaton.
Denne utfordringen driver løpet for utvikling av hybrid og fullt suturende magneter, som kan generere høye felt med mindre energi. I 2019 bygde NHMFL-forskerne en miniatyrisert, proof-of-concept superledende magneter som kort en Felt på 45,5 Tesla Opprettholdt, og utvikler for tiden en større superledende magnet med 40 Tesla for eksperimenter. Teamet på SHMFF bygger en hybridmagnet med 55 Tesla. Selv om disse nyere magnetene forventes å være mer kostnadseffektive enn sine resistente forgjengere, har de med seg sine egne utfordringer: de er dyrere å produsere og kreve kompliserte kjølesystemer, forklarer ingeniør Mark Bird, co -manager for magnetisk vitenskap og teknologi ved NHMFL. "Teknologien utvikles fremdeles, og kostnadene er ennå ikke klare," sier Bird.