China stabilește un nou record mondial de câmp magnetic, depășind 800.000 de ori intensitatea acestuia pe Pământ

Recent, cercetătorii din China au reușit să stabilească un record mondial impresionant, generând un câmp magnetic stabil de 42,02 Tesla, o valoare care depășește cu mult intensitatea câmpului magnetic al Pământului, de peste 800.000 de ori. Această realizare remarcabilă provine de la Laboratorul de Câmpuri Magnetice Înalte din cadrul Academiei Chineze de Științe (CHMFL), care, după aproape patru ani de muncă intensă, a reușit să rafineze structura magnetului și să optimizeze procesul de fabricație.

Magnetul, construit din fire metalice încolăcite, aparține unei categorii de magneți rezistivi utilizați pe scară largă în centrele de cercetare ale magnetismului din întreaga lume. Această inovație este considerată un progres semnificativ, având în vedere că în 2022, CHMFL stabilise deja un alt record cu un magnet hibrid de 45,22 Tesla. Așadar, atingerea acestei noi valori de 42,02 Tesla este un pas înainte în domeniul științei magnetice.

Pentru a obține acest câmp magnetic deosebit, echipa de cercetători a fost nevoită să utilizeze o sursă de alimentare de 32,3 megawați, ceea ce a permis depășirea precedentului record de 41,4 Tesla, stabilit în 2017 de Laboratorul Național de Câmpuri Magnetice Înalte din Statele Unite. Joachim Wosnitza, un fizician la Laboratorul de Câmpuri Magnetice Înalte din Dresda, Germania, a comentat asupra acestei realizări, afirmând că magnetul revoluționar deschide noi orizonturi pentru dezvoltarea unor magneți fiabili capabili să susțină câmpuri magnetice chiar mai puternice. Aceste progrese sunt esențiale pentru cercetători, care doresc să descopere fenomene fizice noi și neașteptate.

Cercetătorii subliniază că magneții cu câmpuri înalte sunt instrumente cruciale pentru explorarea proprietăților materialelor avansate, precum supraconductorii. Aceștia pot transporta curent electric fără a genera căldură reziduală la temperaturi foarte scăzute. Câmpurile magnetice puternice oferă oportunități de a observa fenomene fizice complet noi și de a manipula stările materiei, ceea ce poate aduce perspective valoroase în domeniul fizicii materiei condensate. Alexander Eaton, fizician specializat în materie condensată la Universitatea Cambridge din Anglia, a explicat că câmpurile magnetice înalte sunt deosebit de utile pentru experimente care necesită măsurători foarte sensibile. Acestea îmbunătățesc rezoluția și facilitează detectarea fenomenelor subtile, iar fiecare Tesla suplimentar îmbunătățește semnificativ precizia acestor măsurători, permițând o mai bună înțelegere a efectelor fizice evazive.

Guangli Kuang, specialist în câmpuri magnetice înalte la SHMFF (Unitatea de Câmp Magnetic Stabil a Academiei Chineze de Științe), a subliniat că echipa a dedicat ani întregi rafinării magnetului pentru a atinge acest nou record. Această realizare a fost o provocare complexă și a necesitat multă muncă și resurse. Deși magneții rezistivi reprezintă o tehnologie mai veche, aceștia au avantajul de a menține câmpuri magnetice înalte pentru perioade lungi de timp, comparativ cu magneții hibrizi sau supraconductori. De asemenea, ei pot genera câmpuri magnetice rapid, ceea ce îi face foarte versatili pentru diverse experimente. Totuși, un dezavantaj semnificativ al acestora este consumul ridicat de energie, ceea ce îi face costisitori de operat.

În cazul magnetului utilizat de CHMFL, acesta a necesitat 32,3 megawați de electricitate pentru a atinge câmpul record, ceea ce impune o justificare solidă din punct de vedere științific pentru consumul de resurse. Această provocare legată de consumul energetic a stimulat dezvoltarea magneților hibrizi și a celor complet supraconductori, care pot produce câmpuri magnetice înalte cu un consum de energie mai redus. În 2019, cercetătorii de la NHMFL au creat un mic magnet supraconductor care a atins temporar un câmp de 45,5 Tesla și lucrează acum la un magnet supraconductor mai mare, capabil să genereze 40 Tesla pentru experimente. Între timp, echipa SHMFF dezvoltă un magnet hibrid de 55 Tesla.

Acești noi magneți sunt așteptați să fie mai ieftini de operat comparativ cu magneții rezistivi, dar ei vin și cu provocări proprii, inclusiv costurile mai mari de construcție și necesitatea unor sisteme complexe de răcire. Această dinamică în dezvoltarea magneților de înaltă performanță este crucială pentru avansarea cercetărilor în domeniul fizicii și tehnologiei materialelor avansate.