چین با میدان مغناطیسی 800,000 برابر قدرت میدان زمین، رکورد جهانی جدیدی ثبت کرد
طبق گزارش‌ها، دانشمندان چینی قوی‌ترین آهنربای مقاومتی جهان را ساخته‌اند که یک میدان مغناطیسی پایدار با قدرت 42.02 تسلا تولید کرده است. این میدان مغناطیسی بیش از 800,000 برابر قویتر از میدان مغناطیسی زمین است.
آهنرباهای مقاومتی که از سیم‌های فلزی پیچیده شده ساخته می‌شوند، به طور معمول در مراکز پژوهش مغناطیسی در سراسر جهان استفاده می‌شوند. این دستاورد به عنوان یک پیشرفت عمده دیگر برای CHMFL (آزمایشگاه میدان مغناطیسی بالا، آکادمی علوم چین) محسوب می‌شود، پس از موفقیت آنها در ساخت قوی‌ترین آهنربای ترکیبی 45.22 تسلا در سال 2022.
بر اساس اعلام این موسسه، پس از نزدیک به چهار سال تلاش مداوم، دانشمندان و مهندسان ساختار آهنربا را بهسازی کرده، فرآیند تولید آن را بهینه‌سازی نموده و میدان مغناطیسی پایدار 42.02 تسلا را با منبع تغذیه 32.3 مگاوات دست یافتند که از رکورد 41.4 تسلای تعیین‌شده توسط آزمایشگاه ملی میدان مغناطیسی بالا ایالات متحده در سال 2017 عبور کرده است.
آهنربای رکوردشکن می‌تواند به کشف‌های جدید در فیزیک منجر شود
به گفته یواخیم ووسنیتزا، فیزیکدان در آزمایشگاه میدان مغناطیسی بالا در درسدن، آلمان، رکوردشکنی مغناطیسی چین زمینه را فراهم می‌کند برای توسعه آهنرباهای قابل اعتماد که قادر به حفظ میدان‌های مغناطیسی به مراتب قویتر هستند. این پیشرفت‌ها می‌تواند راه را برای محققان برای کشف فیزیک نوین و غیرمنتظره هموار کند.
آهنرباهای با میدان بالا ابزارهای ضروری برای کاوش خواص پنهان مواد پیشرفته مانند ابررساناها هستند که می‌توانند جریان الکتریکی را بدون تولید گرمای زائد در دماهای بسیار پایین منتقل کنند. این میدان‌های مغناطیسی قوی همچنین فرصت‌هایی برای مشاهده پدیده‌های فیزیکی کاملاً جدید و دستکاری حالات ماده ایجاد می‌کند و بینش‌های ارزشمندی در فیزیک ماده میچکیده ارائه می‌دهد.
به گفته الکساندر ایتن، فیزیکدان فیزیک ماده میچکیده در دانشگاه کمبریج، میدان‌های مغناطیسی بالا برای آزمایش‌هایی که نیاز به اندازه‌گیری‌های بسیار حساس دارند، به ویژه مفید هستند زیرا وضوح را افزایش می‌دهند و تشخیص پدیده‌های ظریف را آسان‌تر می‌کنند.
هر تسلا اضافی دقت این اندازه‌گیری‌ها را بسیار بهبود می‌بخشد و بینش‌های شفافتری در اثرات فیزیکی گریزان فراهم می‌کند.
گوانگلی کوانگ، متخصص میدان مغناطیسی بالا در SHMFF (آکادمی علوم چین، تأسیسات میدان مغناطیسی پایدار)، توضیح داد که تیم به مدت سال‌ها به بهبود آهنربا جهت رسیدن به این رکورد جدید پرداختند و اشاره کرد که این دستاورد به هیچ وجه آسان نبود.
مطالعه جدید مزایای آهنرباهای مقاومتی را برمی‌رسد
آهنرباهای مقاومتی، اگرچه فناوری قدیمی‌تر هستند، اما می‌توانند میدان‌های مغناطیسی بالا را برای مدت طولانی‌تری نسبت به آهنرباهای ترکیبی یا به طور کامل ابررسانا حفظ کنند. آنها همچنین از مزیت افزایش سریع میدان‌های مغناطیسی برخوردار هستند، که آنها را برای آزمایش‌ها بسیار مفید می‌کند.
با این حال، نقطه ضعف مهم آنها مصرف زیاد برق است که باعث می‌شود کارکرد آنها هزینه‌بر باشد. به عنوان مثال، آهنربای مقاومتی SHMFF برای دستیابی به میدان رکوردشکن خود به 32.3 مگاوات برق نیاز داشت و نیازمند توجیه علمی قوی برای استفاده از چنین منابعی است.
چالش مصرف بالای برق در حال تحریک توسعه آهنرباهای ترکیبی و به طور کامل ابررسانا است که می‌توانند میدان‌های مغناطیسی بالا را با انرژی کمتر تولید کنند. در سال 2019، محققان NHMFL یک آهنربای کوچک ابررسانا تولید کردند که به طور موقت میدان 45.5 تسلا را تولید کرد و اکنون در حال کار روی یک آهنربای ابررسانا 40 تسلا برای آزمایش‌ها هستند. در همین حال، تیم SHMFF در حال ساخت یک آهنربای ترکیبی 55 تسلا است.
در حالی که انتظار می‌رود این آهنرباهای جدید ارزان‌تر از آهنرباهای مقاومتی عمل کنند، اما چالش‌های خاص خود مانند هزینه‌های ساخت بالا و سیستم‌های خنک‌کننده پیچیده را نیز دارند.
