Kitajska gradi rekordne magnete - vendar ne brez cene
Kitajska gradi rekordne magnete - vendar ne brez cene
Kitajska je zdaj najmočnejši odporni magneti na svetu, ki so ustvarili magnetno polje, ki je več kot 800.000 -krat močnejše od tistega na Zemlji.
22. septembra je magnet v stalnem visoko magnetnem polju (SHHMFF) na HEFEI Inštitutih za fizikalne znanosti kitajske akademije znanosti v Hefei Institute za fizikalne akademije znanosti imel stalno magnetno polje 42,02 Tesla. Ta mejnik skoraj presega rekord 41,4 Tesla, ki jo je leta 2017 postavil odporni magnet v ameriškem nacionalnem laboratoriju z visokim magnetnim poljem (NHMFL) v Tallahaseeju na Floridi. Uporni magneti so sestavljeni iz zavitih kovinskih žic in se uporabljajo v magnetnih sistemih po vsem svetu.
Kitajsko imetnik rekorda je osnova za gradnjo zanesljivih magnetov, ki lahko ohranijo vedno večja magnetna polja. To bi raziskovalcem omogočilo presenetljivo novo fizično znanje, pravi Joachim Wosnitza, fizik v Dresden Hochfeldlabor v Nemčiji.
uporovni magnet, ki je odprt za mednarodne uporabnike, je drugi pomemben prispevek Kitajske k globalnim prizadevanjem za ustvarjanje vedno višjih magnetnih polj. Leta 2022 je hibridni magnet SHMFF, ki združuje uporovni magnet s superprevodnikom, ustvaril polje 45,22 Tesla in velja za najmočnejši delujoči stalni magnet na svetu.
Raziskovalno orodje
Magneti z visokim poljem so uporabna orodja za odkrivanje skritih lastnosti progresivnih materialov, kot je supraliter Materiali, ki usmerjajo električni tok brez izgube toplote pri zelo nizkih temperaturah. Visoka polja ponujajo tudi priložnost, da odkrijejo popolnoma nove fizične pojave, pravi Marc-Henri Julien, fizik v trdnem stanju v Nacionalnem laboratoriju za intenzivna magnetna polja v Grenobleu v Franciji. "Lahko ustvarite ali manipulirate z novo snovjo," razlaga Julien.
Visoka polja so koristna tudi za poskuse, ki temeljijo na zelo občutljivih meritvah, saj povečujejo ločljivost in olajšajo prepoznavanje šibkih pojavov, pravi Alexander Eaton, fizični fizik na univerzi v Cambridgeu v Veliki Britaniji. "Vsaka dodatna Tesla je eksponentno boljša od zadnjega," doda.
Guangli Kuang, fizik, ki je specializiran za visoka magnetna polja na SHMFF, pojasnjuje, da je ekipa že leta preživela, da bi spremenila magnet za dosego najnovejšega zapisa. "To ni bilo enostavno storiti," pravi.
zanesljivo, a drago
uporovni magneti so starejša tehnologija, vendar lahko v daljših obdobjih vzdržujejo magnetna polja kot njihovi novejši hibridi in popolnoma šivajoči kolegi, pojasnjuje WoSnitza. Tudi vaša magnetna polja se lahko povečate veliko hitreje, kar omogoča različna eksperimentalna orodja. "V nekaj minutah lahko preprosto obrnete stikalo in preklopite iz nič Tesla na visoka polja," pravi.
Velika pomanjkljivost odpornih magnetov je velika poraba energije, zaradi česar je drago, pravi Eaton. Uporni magnet SHMFF je potegnil 32,3 megavate električne energije, da je ustvaril svoje zapisovalno polje. "Za utemeljitev tega vira morate imeti zelo dober znanstveni razlog," razlaga Eaton.
Ta izziv vodi dirko za razvoj hibridnih in popolnoma šivanih magnetov, ki lahko ustvarijo visoka polja z manj energije. Leta 2019 so raziskovalci NHMFL zgradili miniaturizirane, dokazne superprevodne magnete, ki so na kratko a Polje 45,5 Tesla Vzdrževanje in trenutno razvije večji super glavna magnet s 40 Tesla za eksperimente. Ekipa na SHMFF zgradi hibridni magnet s 55 Teslo. Čeprav se pričakuje, da bodo ti novejši magneti učinkovitejši od svojih odpornikov, s seboj prinašajo lastne izzive: dražji so za izdelavo in potrebujejo zapletene hladilne sisteme, pojasnjuje inženir Mark Bird, CO -upravljavec magnetne znanosti in tehnologije na NHMFL. "Tehnologija se še razvija in stroški še niso jasni," pravi Bird.