Čína vytvára rekordné - rozbité magnety - ale nie bez ceny
Čína vytvára rekordné - rozbité magnety - ale nie bez ceny
Čína v súčasnosti obsahuje najsilnejšie odolné magnety na svete, ktoré vyrábali magnetické pole, ktoré je viac ako 800 000 -krát silnejšie ako na Zemi.
22. septembra usporiadal magnet v stabilnom zariadení s vysokým magnetickým poľom (SHHMFF) konštantné magnetické pole 42,02 Tesla v Hefei Institutes pre fyzikálne vedy Čínskej akadémie vied. Tento míľnik takmer prekračuje rekord 41,4 Tesla, ktorý bol v roku 2017 zriadený odolným magnetom v americkom národnom laboratóriu s vysokým magnetickým poľom (NHMFL) v Tallahasee na Floride. Odporné magnety pozostávajú z zabalených kovových drôtov a používajú sa v magnetických systémoch na celom svete.
Držiteľ rekordov z Číny predstavuje základ pre konštrukciu spoľahlivých magnetov, ktoré dokážu udržiavať stále väčšie magnetické polia. To by vedcom umožnilo získať prekvapujúce nové fyzické znalosti, hovorí Joachim Wosnitza, fyzik Drážďanov v Nemecku.
Odporný magnet, ktorý je otvorený pre medzinárodných používateľov, je druhým významným prínosom Číny k globálnym úsilím o vytvorenie stále vyšších magnetických polí. V roku 2022 hybridný magnet SHMFF, ktorý kombinuje odporový magnet s supravodičom, vytvoril pole 45,22 Tesla a považuje sa za najsilnejší fungujúci permanentný magnet na svete.
Výskumný nástroj
Magnety s vysokým poľom sú užitočnými nástrojmi na detekciu skrytých vlastností progresívnych materiálov, ako sú supraliter Materiály, ktoré priame elektrický prúd bez tepelného straty pri veľmi nízkych teplotách. Vysoké polia tiež ponúkajú príležitosť objaviť úplne nové fyzikálne javy, hovorí Marc-Henri Julien, fyzik v pevnom stave v Národnom laboratóriu pre intenzívne magnetické polia v Grenoble vo Francúzsku. „Môžete vytvoriť alebo manipulovať s novými záležitosťami,“ vysvetľuje Julien.
Vysoké polia sú tiež užitočné pre experimenty založené na veľmi citlivých meraniach, pretože zvyšujú rozlíšenie a uľahčujú rozpoznávanie slabých javov, hovorí Alexander Eaton, pevný fyzik na University of Cambridge vo Veľkej Británii. „Každá ďalšia Tesla je exponenciálne lepšia ako tá posledná,“ dodáva.
Guangli Kuang, fyzik, ktorý sa špecializuje na vysoké magnetické polia na SHMFF, vysvetľuje, že tím strávil roky na úpravu magnetu na dosiahnutie najnovšieho záznamu. „Nebolo to ľahké to urobiť,“ hovorí.
spoľahlivý, ale nákladný
Odporné magnety sú staršou technológiou, ale dokážu udržiavať magnetické polia počas dlhších období ako ich novšie hybridy a plne šitia náprotivkov, vysvetľuje Wosnitza. Vaše magnetické polia sa tiež môžu zvýšiť oveľa rýchlejšie, čo z neho robí rôzne experimentálne nástroje. „Jednoducho môžete prepnúť a prepnúť z nulovej Tesly na vysoké polia v priebehu niekoľkých minút,“ hovorí.
Veľkou nevýhodou odolných magnetov je vysoká spotreba energie, ktorá ju robí drahou, hovorí Eaton. Odporný magnet SHMFF vytiahol 32,3 megawattov elektriny, aby vytvoril svoje rekordné pole. „Na zdôvodnenie tohto zdroja musíte mať veľmi dobrý vedecký dôvod,“ vysvetľuje Eaton.
Táto výzva poháňa závod pre rozvoj hybridných a plne šitia magnetov, ktoré môžu generovať vysoké polia s menšou energiou. V roku 2019 vedci NHMFL vybudovali miniaturizované, dôkazné supravodivé magnety, ktoré stručne a pole 45,5 Tesla udržiavané a v súčasnosti vyvíjajte väčší super vedúci magnet so 40 TESLA pre experimenty. Tím v SHMFF stavia hybridný magnet s 55 Tesla. Aj keď sa očakáva, že tieto novšie magnety budú nákladovo efektívnejšie ako ich odolní predchodcovia, prinášajú so sebou svoje vlastné výzvy: sú drahšie na výrobu a vyžadujú zložité chladiace systémy, vysvetľuje inžinierovi Marka Birda, spoločného manažéra magnetickej vedy a technológie v NHMFL. „Táto technológia sa stále vyvíja a náklady ešte nie sú jasné,“ hovorí Bird.