Αδιανόητο: Η Κίνα δημιούργησε μαγνήτη αντίστασης με ισχύ 800.000 μεγαλύτερη του μαγνητικού πεδίου της Γης!

Δεν επιτυγχάνεται κάθε μέρα ένα ορόσημο όπως αυτό που μόλις πέτυχε μια ομάδα Κινέζων επιστημόνων. Οι ερευνητές φλερτάρουν εδώ και χρόνια με τη δημιουργία εξαιρετικά ισχυρών μαγνητικών πεδίων και υπάρχουν στιγμές που επιβραδύνουν (όπως όταν ένα εργαστήριο έσκασε το 2018). Σε άλλες περιπτώσεις, πετυχαίνουν τον σκοπό τους, ανοίγοντας τον δρόμο για την πυρηνική σύντηξη, αλλά όλα τα επιτεύγματα στον τομέα αυτό είναι μικρά αν λάβουμε υπόψη αυτό που πέτυχαν στην Κίνα. Συγκεκριμένα, ένα ρεκόρ σε έναν μαγνήτη αντίστασης επιτυγχάνοντας ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο 42,02 Tesla. Και αυτό είναι ζωτικής σημασίας για την Επιστήμη και την πρόοδο του μεγάλου κινεζικού επιταχυντή.

Πρώτα απ' όλα, ας πάμε με κάποιο πλαίσιο και ας δούμε τι είναι αυτό το πράγμα με τα «Tesla». Έχουμε μονάδες για να μετράμε απολύτως τα πάντα και, όταν πρόκειται για την καταγραφή της έντασης των μαγνητικών πεδίων, χρησιμοποιούμε μονάδες Tesla. Ένα Tesla αντιπροσωπεύει το μέγεθος ενός μαγνητικού πεδίου που παράγει μια δύναμη ενός Newton σε ένα φορτίο ενός Coulomb (που είναι μια άλλη μονάδα μέτρησης που αντιπροσωπεύει την ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου που μεταφέρεται από ένα ρεύμα ενός αμπέρ σε ένα δευτερόλεπτο) που κινείται με ένα μέτρο ανά δευτερόλεπτο κάθετα στο πεδίο.

Εν συντομία, είναι μια μονάδα έντασης και, ως πλαίσιο, το μαγνητικό πεδίο της Γης έχει ένταση μεταξύ 25 και 65 microTesla, που ισοδυναμεί με 0,000025 έως 0,000065 Tesla. Αυτό είναι κάτι που ποικίλλει, καθώς είναι ισχυρότερο στους πόλους και ασθενέστερο στον ισημερινό, αλλά Κινέζοι ερευνητές ανέπτυξαν έναν μαγνήτη με μαγνητικό πεδίο...42.02 Tesla!

Αυτός ο αριθμός ισοδυναμεί με 800.000 φορές το μαγνητικό πεδίο της Γης και αποτελεί μια πρωτοφανή πρόοδο στη δημιουργία ελεγχόμενων ακραίων μαγνητικών πεδίων. Είναι κάτι που πέτυχε τον περασμένο Σεπτέμβριο χάρη στο έργο των ανεξάρτητων ερευνητών του Εργαστηρίου Υψηλού Μαγνητικού Πεδίου του Ινστιτούτου Φυσικών Επιστημών του Χεφέι.

Μιλάμε για «μαγνήτες αντίστασης» όταν αναφερόμαστε σε έναν ηλεκτρομαγνήτη κατασκευασμένο από μέταλλα όπως ο χαλκός και το αλουμίνιο. Πρόκειται για μέταλλα που παράγουν πολλή θερμότητα όταν η ενέργεια περνά μέσα από αυτά, οπότε χρησιμοποιούνται υπεραγώγιμα υλικά για να μεταφέρουν αυτό το ρεύμα χωρίς να παράγουν θερμότητα. Παρ' όλα αυτά, αυτοί οι μαγνήτες μπορούν να λειτουργήσουν μόνο σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν: -273 βαθμούς Κελσίου.

Από το 2017, το ρεκόρ στο σταθερό πεδίο ισχύος που παράγεται από έναν αντιστατικό μαγνήτη ήταν στα 41,4 Tesla. Ήταν μια ομάδα από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Φλόριντα που έσπασε το προηγούμενο ρεκόρ της Κίνας με 38,5 Tesla χάρη σε έναν μαγνήτη αντίστασης με κατανάλωση 32 MW συνεχούς ρεύματος.
Υπάρχουν πιο ισχυροί μαγνήτες, αλλά όχι ικανοί να δημιουργήσουν αυτό το μαγνητικό πεδίο με σταθερό τρόπο.

Και το κινέζικο επίτευγμα των 42,02 Tesla κατάφερε να ξεπεράσει αυτό των Αμερικανών με πολύ, πολύ παρόμοια κατανάλωση: 32,3 MW, που ισοδυναμεί με ισχύ 43.000 ίππων. Τοποθετώντας αυτό το νούμερο σε ένα πλαίσιο, πρόκειται για την ισχύ 43 μονοθεσίων της Formula 1, της μηχανής ενός φορτηγού πλοίου ή κοντά στην ισχύ ορισμένων κινητήρων τζετ ενός εμπορικού αεροσκάφους.

Αυτός ο αγώνας για το ποιος θα φτιάξει το πιο ισχυρό σταθερό μαγνητικό πεδίο δεν είναι άσκοπος. Όπως και ο ανταγωνισμός μεταξύ των υπερυπολογιστών, οι μαγνήτες αντίστασης είναι ζωτικής σημασίας για τις επιστημονικές εφαρμογές. Χωρίς να προχωρήσουμε περαιτέρω, αυτοί οι μαγνήτες αντίστασης χρησιμοποιούνται σε επιταχυντές σωματιδίων όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (Large Hadron Collider). Η Κίνα αναπτύσσει το δικό της LHC, οπότε η πρόοδος σε αυτόν τον τομέα είναι καθοριστικής σημασίας.

Χρησιμοποιούνται επίσης για τη βελτίωση των συστημάτων πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού που χρησιμοποιούνται τόσο στη Χημεία όσο και στην Ιατρική, την ανάπτυξη μαγνητικών πεδίων για τον περιορισμό του πλάσματος, σε μελέτες υλικών και υπεραγωγιμότητας, σε συστήματα τομογραφίας εκπομπής ποζιτρονίων που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση ασθενειών όπως ο καρκίνος ή στην έρευνα στον τομέα των κβαντικών υπολογιστών.

*Η κεντρική εικόνα προέρχεται από το NotebookCheck.

[via]