Chińscy naukowcy biją rekord! Stworzyli najsilniejszy stały magnes na świecie

Zaledwie kilka dni temu, 22 września 2024 roku naukowcy z Insytutu Nauk Fizycznych w Hefei w Chinach wykorzystały swój najnowszy magnes rezystancyjny do wytworzenia rekordowo silnego stałego pola magnetycznego. Osiągnięcie to wymagało blisko siedmiu lat intensywnej pracy.
Chińscy naukowcy biją rekord! Stworzyli najsilniejszy stały magnes na świecie

Magnes rezystancyjny stworzony przez naukowców z Państwa Środka był w stanie wytworzyć stałe pole magnetyczne o wartości 42 tesli. Jest to wartość wyższa od tej, jaką w 2017 roku uzyskał magnes stworzony przez naukowców ze Stanów Zjednoczonych.

Co do zasady magnesy możemy podzielić na trwałe i elektromagnetyczne, z czego te pierwsze wykonane są z materiałów ferromagnetycznych (żelazo, nikiel, kobalt) i po namagnesowaniu stale wytwarzają pole magnetyczne.

Elektromagnesy działają na zupełnie innej zasadzie. Mamy tutaj do czynienia z odpowiednio zwiniętego materiału, który wytwarza pole magnetyczne tylko wtedy, kiedy przepływa przez niego prąd. Takie rozwiązanie jest częściej wykorzystywane w przemyśle, bowiem pozwala na dowolne wyłączanie i włączanie pola magnetycznego, a nawet na regulowanie jego siły.

Czytaj także: Powstał największy magnes na świecie. Trafi do elektrowni termojądrowej ITER

W określonych zastosowaniach naukowcy wykorzystują np. magnesy wykonane z materiałów nadprzewodzących. Ich zaletą jest brak oporu, dzięki czemu generują one pole magnetyczne bez generowania jakiegokolwiek ciepła wynikającego z oporu występującego w cewkach przewodzących. Problem jednak w tym, że nadprzewodniki utrzymują swoje właściwości jedynie w temperaturach bliskich zeru bezwzględnemu.

Ich przeciwieństwem są magnesy zbudowane z miedzi i aluminium, czyli tzw. magnesy rezystancyjne. Jak sama nazwa wskazuje, przepływ prądu przez taki magnes oznacza opór w cewce przewodzącej prąd elektryczny, a to oznacza, że generowanie pola magnetycznego wiąże się z wytwarzaniem dużych ilości ciepła.

Na przestrzeni lat naukowcy byli w stanie także stworzyć magnesy hybrydowe, które wykorzystywały właściwości obu tych rodzajów magnesów jednocześnie. To zresztą taki magnes osiągnął rekordowo silne pole magnetyczne w 2022 roku.

Teraz jednak naukowcy z Państwa Środka poinformowali o osiągnięciu rekordowej wartości indukcji magnetycznej w magnesie rezystancyjnym. Zadanie to nie należało do łatwych i wymagało ponad czterech latach, w trakcie których naukowcy wprowadzali udoskonalenia w strukturze samego magnesu, jak i w procesie jego produkcji. Cały ten wysiłek jednak się opłacił, bowiem 22 września magnes wytworzył pole magnetyczne o wartości 42 tesli, a więc wyższej od dotychczasowego rekordu 41,4 tesli osiągniętego siedem lat temu przez naukowców z amerykańskiego National High Magnetic Laboratory.

Warto tutaj wspomnieć, że tworzenie coraz silniejszych magnesów nie jest jedynie sztuką dla sztuki. Im silniejszy magnes będziemy w stanie zbudować, tym więcej będziemy w stanie badać zjawisk zachodzących w ekstremalnych środowiskach fizycznych, być może odkrywając przy tym także nowe prawa fizyki.