چین رکورد جدیدی در تشکیل آهنربای قوی به ثبت رساند_رنگو

دانشمندان چینی موفق به ساخت نیرومندترین آهنربای مقاومتی جهان شده‌اند که میدان مغناطیسی پایدار ۴۲.۰۲ تسلا تشکیل می‌کند. این میدان مغناطیسی بیشتر از ۸۰۰ هزار برابر نیرومندتر از میدان مغناطیسی زمین است.

به نقل از دپارتمان اخبار علمی رسانه فناوری تکنا، آهنربای مقاومتی، که از سیم‌های فلزی پیچیده شده ساخته شده است، طبق معمولً در تأسیسات تحقیقاتی آهنربا در سراسر جهان منفعت گیری می‌بشود. این دستاورد به‌گفتن یک پیشرفت مهم دیگر برای CHMFL (آزمایشگاه میدان مغناطیسی بالا، آکادمی علوم چین) بعد از پیروزی آن در سال ۲۰۲۲ با نیرومندترین آهنربای هیبریدی ۴۵.۲۲ تسلا در جهان، دیده می‌بشود.

مطابق حرف های این موسسه، بعد از تقریباً چهار سال تلاش بی‌وقفه، دانشمندان و مهندسان ساختار آهنربا را اصلاح کردند، فرآیند تشکیل آن را بهینه کردند و با منبع تغذیه ۳۲.۳ مگاوات، میدان مغناطیسی پایدار ۴۲.۰۲ تسلا را به دست آوردند و رکورد ۴۱.۴ تسلا را که توسط آزمایشگاه میدان مغناطیسی بالای ملی ایالات متحده در سال ۲۰۱۷ ثبت شده می بود، شکستند.

مطابق حرف های Joachim Wosnitza، فیزیکدان آزمایشگاه میدان مغناطیسی بالای درسدن در آلمان، آهنربای رکوردشکن چین صحنه را برای گسترش آهنرباهای قابل مطمعن قادر به نگه داری میدان‌های مغناطیسی و حتی نیرومندتر فراهم می‌کند. این پیشرفت‌ها می‌توانند راه را برای محققان هموار کنند تا فیزیک تازه غیرمنتظره را کشف کنند.

آهنرباهای میدان بالا ابزارهای الزامی برای بازدید خواص نهان مواد پیشرفته همانند ابررساناها می باشند که می‌توانند جریان الکتریکی را بدون تشکیل گرمای زائد در دمای زیاد پایین حمل کنند. این میدان‌های مغناطیسی قوی این چنین زمان‌هایی را برای مشاهده اتفاق‌های فیزیکی کاملاً تازه و دستکاری حالت‌های ماده اراعه خواهند داد و بینش‌های ارزشمندی در رابطه فیزیک ماده چگال اراعه خواهند داد.

مطابق حرف های Alexander Eaton، فیزیکدان ماده چگال در دانشگاه کمبریج، میدان‌های مغناطیسی بالا برای آزمایش‌هایی که نیاز به اندازه‌گیری‌های زیاد حساس دارند، به‌اختصاصی سودمند می باشند، چون وضوح را افزایش خواهند داد و تشخیص اتفاق‌های ظریف را آسان‌تر می‌کنند. هر تسلا اضافی دقت این اندازه‌گیری‌ها را به مقدار قابل توجهی بهبود می‌بخشد و بینش‌های آشکار‌تری را در رابطه اثرات فیزیکی مبهم مقدور می‌کند.

Guangli Kuang، متخصص میدان مغناطیسی بالا در SHMFF (تأسیسات میدان مغناطیسی بالای پایدار آکادمی علوم چین)، گفت که این تیم سال‌ها را صرف اصلاح آهنربا برای رسیدن به این رکورد تازه کرده است و خاطرنشان کرد که این دستاورد آسان نبوده است.

مطالعه تازه مزایای آهنرباهای مقاومتی را برجسته می‌کند

آهنرباهای مقاومتی، اگرچه فناوری قدیمی می باشند، می‌توانند میدان‌های مغناطیسی بالا را برای زمان طویل‌تر نسبت به آهنرباهای هیبریدی یا کاملاً ابررسانای جدیدتر نگه داری کنند. آن‌ها این چنین مزیت افزایش سریع میدان‌های مغناطیسی خود را دارند که آن‌ها را برای آزمایش‌ها زیاد متنوع می‌کند. با این حال، نقطه ضعف مهم آن‌ها مصرف برق قابل دقت است که کارکرد آن‌ها را گران می‌کند. به گفتن مثال، آهنربای مقاومتی SHMFF برای دستیابی به میدان رکوردشکن خود به ۳۲.۳ مگاوات برق نیاز داشت که توجیه علمی قوی برای این چنین منفعت گیری از منبع های را الزامی می‌کند.

چالش مصرف بالای برق، گسترش آهنرباهای هیبریدی و کاملاً ابررسانا را که می‌توانند میدان‌های مغناطیسی بالا را با انرژی کمتر تشکیل کنند، الزامی می‌کند. در سال ۲۰۱۹، محققان NHMFL آهنربای ابررسانای کوچکی را ساختند که به‌طور خلاصه میدان ۴۵.۵ تسلا را به دست آورد و اکنون روی یک آهنربای ابررسانای بزرگ‌تر ۴۰ تسلا برای آزمایش‌ها کار می‌کنند. در همین حال، تیم SHMFF در حال ساخت یک آهنربای هیبریدی ۵۵ تسلا است. انتظار می‌رود که این آهنرباهای جدیدتر نسبت به آهنرباهای مقاومتی ارزان‌تر باشند، اما آن‌ها نیز چالش‌های خاص خود را دارند، همانند هزینه‌های ساخت بالاتر و سیستم‌های خنک‌کننده پیچیده.