العلماء يحطمون الرقم القياسي العالمي لأقوى مجال مغناطيسي مستقر!

وفي مرفق المجال المغناطيسي العالي الثابت التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (SHMFF)، حققت سنوات المغناطيس قيد التطوير مجالا مغناطيسيا ثابتا يبلغ 45.22 تسلا - أقوى بعشرات الآلاف من المرات من مغناطيس الثلاجة التذكاري العادي.

وهذا يحطم الرقم القياسي لمجال مغناطيسي ثابت يبلغ 45 تسلا، الذي يحتفظ به المختبر الوطني للحقل المغناطيسي العالي (MagLab) في الولايات المتحدة منذ عام 1999. ويضع هذا الاختراق حدودا جديدة للظروف المستخدمة بشكل شائع لدراسة الظواهر الفيزيائية المختلفة، ما يوفر فرصا جديدة في البحث والابتكار.

ويعمل كل من فريق البحث MagLab وSHMFF على مغناطيس هجين خاص بهم لبعض الوقت. وهذا مغناطيس يستخدم طريقتين مختلفتين لإنشاء مجال مغناطيسي: حلقة خارجية فائقة التوصيل، ومغناطيس مرير داخلي (وهو مغناطيس يعتمد على ألواح مكدسة). وكل من هذه التقنيات لها حدودها الخاصة: المغناطيس فائق التوصيل له احتياجات مدخلات طاقة منخفضة، ولكن حد أعلى لشدة المجال المغناطيسي؛ يتطلب المغناطيس المر إدخال طاقة أعلى بكثير.

كما أن الجمع بين التقنيتين يخفف بشكل كبير من هذه القيود، ما يسمح بانتشار مجال مغناطيسي قوي وثابت. وهذه هي الطريقة التي طورت بها MagLab مغناطيسها الذي يبلغ 45 تسلا، وكيف حقق SHMFF في عام 2016 قوة مجال مغناطيسي ثابتة تبلغ 40 تسلا - وهو إنجاز مذهل بحد ذاته.

إقرأ المزيد

العلماء يحاولون إثبات "سرقة القمر" لشيء ما من أعماق الأرض منذ دهور!

لكن فريق الأكاديمية الصينية للعلوم لم يكتف بتركه هناك، واستمر منذ ذلك الحين في العمل على المغناطيس. وأخيرا، أتى هذا العمل الشاق ثماره.

وقال الفيزيائي جوانجلي كوانغ، المدير الأكاديمي لمختبر المجال المغناطيسي العالي في معاهد Hefei للعلوم الفيزيائية، الأكاديمية الصينية للعلوم، "لتحقيق [a] مجال مغناطيسي أعلى، قمنا بابتكار بنية المغناطيس، وطورنا مواد جديدة. وتم تحسين عملية تصنيع الأقراص المرّة أيضا".

وبفضل مدخلات الطاقة البالغة 26.9 ميغا وات، تمكن الفريق من تحقيق سجل 45.22 تسلا؛ وهنا أيضا، يبدو أن المغناطيس رائد. ويتطلب مغناطيس 45 تسلا في MagLab إدخال طاقة 30 ميغا وات.

وقال الفريق إن مغناطيس SHMFF يمثل خطوة إلى الأمام لعلوم المواد.

 وكتب الفريق على موقع مختبر المجال المغناطيسي العالي: "ينتج المغناطيس الهجين للمرفق الوطني لتجربة المجال المغناطيسي العالي الحالة الثابتة أعلى مجال مغناطيسي ثابت في العالم، ما يحسن الظروف التجريبية للعلماء لإجراء أبحاث في علم المواد. ومع زيادة قوة المجال المغناطيسي الناتج عن المغناطيس الهجين، سيتم أيضا تحسين مستوى الانفتاح والمشاركة ومستوى خدمة المستخدم بشكل كبير".

وفي الوقت نفسه، يحتفظ MagLab بالرقم القياسي لأقوى مجال مغناطيسي تم إنشاؤه على الأرض على الإطلاق: في عام 2019، حقق مغناطيس فائق التوصيل لفترة وجيزة قوة 45.5 تسلا في تشغيل تجريبي. وسننتظر لنرى ما إذا كانت التحسينات المستقبلية ستأخذ زمام المبادرة رسميا.

المصدر: ساينس ألرت