قوی‌ترین آهن‌ربای جهان: چین بعد از ۷ سال رکورد آمریکا را با ۴۲ تسلا شکست
پژوهشگران در آزمایشگاه میدان مغناطیسی بالای موسسه علوم فیزیکی هفی در چین رکورد جدیدی را در ۲۲ سپتامبر به ثبت رساندند، زمانی که آهن‌ربای مقاومتی آنها میدان مغناطیسی پایدار ۴۲ تسلا تولید کرد. با این دستاورد، چین جایگاه آمریکا را که از سال ۲۰۱۷ رکورد قوی‌ترین آهن‌ربای مقاومتی را در اختیار داشت، گرفت.
آهن‌رباهایی که در زندگی روزمره استفاده می‌شوند، از دستگاه‌هایی چون بلندگوها و اسباب بازی‌ها تا تجهیزات پزشکی پیشرفته، عمدتاً دو نوع هستند: دائمی و الکترومغناطیسی.
آهن‌ربای دائمی از مواد فرومغناطیسی مانند آهن، نیکل، و کبالت و ترکیبات آنها ساخته شده است. همانطور که از نامش پیداست، آهن‌رباهای دائمی پس از مغناطیسی شدن همچنان میدان مغناطیسی تولید می‌کنند.
آهن‌ربای الکترومغناطیسی با استفاده از سیم‌پیچ‌های رسانا ساخته می‌شود و فقط زمانی که جریان الکتریکی در آن جریان دارد، میدان مغناطیسی تولید می‌کند. این امکان کنترل بیشتر بر میدان مغناطیسی را فراهم می‌کند زیرا می‌توان آن را به دلخواه روشن یا خاموش کرد و حتی با تغییر جریان، شدت آن را تغییر داد.
انواع آهن‌رباهای الکترومغناطیسی
آهن‌ربای مقاومتی نوعی از آهن‌ربای الکترومغناطیسی است که از فلزاتی مانند مس و آلومینیوم ساخته می‌شود. اگرچه این‌ها می‌توانند میدان مغناطیسی بزرگی تولید کنند، ولی به دلیل مقاومت در سیم‌پیچ‌های رسانا، حرارت تولید می‌کنند.
برای غلبه بر مشکل مقاومت، دانشمندان به مواد ابررسانا که می‌توانند جریان را بدون تولید حرارت حمل کنند، روی آورده‌اند. با این حال، این آهن‌رباها فقط در دماهای نزدیک به صفر مطلق یا ۲۷۳ درجه سانتیگراد زیر صفر کار می‌کنند.
آهن‌رباهای مقاومتی انعطاف‌پذیری و کنترل بیشتری ارائه می‌دهند و میدان مغناطیسی قوی‌تری از آهن‌رباهای ابررسانا تولید می‌کنند.
نوع سومی از آهن‌ربای الکترومغناطیسی، آهن‌ربای ترکیبی است که از ترکیب فناوری‌های آهن‌ربای مقاومتی و ابررسانا برای تولید میدان‌های مغناطیسی بزرگ استفاده می‌کند.
در سال ۲۰۲۲، پژوهشگران در موسسه علوم فیزیکی هفی در آکادمی علوم چین رکورد جهانی جدیدی برای یک آهن‌ربای ترکیبی با تولید میدان مغناطیسی ۴۵.۲۲ تسلا ثبت کردند. دو سال بعد، این تیم رکورد آهن‌رباهای مقاومتی را نیز به دست آورد.
چین رکورد دیگری را ثبت کرد
بر اساس یک بیانیه مطبوعاتی ، دانشمندان و مهندسان در این موسسه در چهار سال گذشته به نوآوری در ساختار آهن‌ربای مقاومتی و بهینه‌سازی تولید آن پرداختند. در ۲۲ سپتامبر، زمانی که آهن‌ربا روشن شد، میدان مغناطیسی ۴۲ تسلا را در حالی تولید کرد که ۳۲.۳ مگاوات برق مصرف می‌کرد. این تقریباً برابر با ۴۳,۰۰۰ اسب بخار است.
با این کار، پژوهشگران رکورد تولید میدان مغناطیسی ۴۱.۴ تسلا را که توسط آزمایشگاه ملی میدان مغناطیسی بالا در آمریکا در سال ۲۰۱۷ ثبت شده بود، شکستند.
یک آهن‌ربای قوی می‌تواند به پژوهشگران کمک کند تا شرایط قوی‌تری برای انجام آزمایش‌های خود ایجاد کرده و پدیده‌ها و قوانین جدید فیزیک را کشف کنند. میدان مغناطیسی بالا یک ابزار حیاتی برای پژوهش مواد است و به عنوان ابزاری مهم برای کشفیات جدید شناخته می‌شود.
تنها پنج کشور، از جمله ایالات متحده و چین، موسساتی دارند که با میدان‌های مغناطیسی پایدار و بالا کار می‌کنند. تاکنون بیش از ۱۰ کشف برنده جایزه نوبل با استفاده از میدان‌های مغناطیسی بالا انجام شده است. این دستاورد اخیر زمینه را برای تبدیل چین به ارائه‌دهنده آهن‌رباهای بسیار قوی فراهم می‌سازد.
