Недавно китайские ученые сделали настоящий научный прорыв, создав самый мощный резистивный магнит в истории. Он оказался сильнее предыдущего рекорда, установленного в США, и теперь генерирует магнитное поле, которое в 1 000 000 раз мощнее поля Земли! Конечно, такой магнит требует много энергии и занимает немало места, но это не мешает ему быть важным достижением в области науки и технологий.
Что такое резистивный магнит?
Резистивный магнит — это тип магнита, который работает на основе электрического тока, протекающего через проводящий материал. Когда электрический ток проходит через спиральную катушку, он создает мощное магнитное поле. Чем больше сила тока, тем сильнее это поле. Резистивные магниты получили свое название именно благодаря зависимости силы магнитного поля от электрического сопротивления материала, через который проходит ток.
Рекорд, установленный китайскими учеными, поставил новое значение для резистивных магнитов. Новый магнит способен генерировать магнитное поле мощностью 45,22 тесла — это на 0,22 тесла больше, чем предыдущее достижение, установленное американцами в 1999 году.
Для создания такого мощного магнитного поля китайским ученым потребовалось огромное количество энергии. Магнит потребляет около 32,3 мегаватта электроэнергии, что эквивалентно зарядке 538 батарей Tesla Model 3 за один час. Энергия, необходимая для работы этого магнита, впечатляет, но она оправдана результатами, которых удалось достичь. Чтобы поддерживать такую мощную магнитную силу, магнит работает за счет электрического тока, который проходит через спиральную катушку.
Как создается мощный магнит?
Процесс создания самого сильного магнита включает несколько ключевых элементов:
- Сверхпроводящие материалы. Чтобы создать сверхмощное магнитное поле, используется материал, который обладает сверхпроводимостью. Обычно для этого применяют сплавы ниобия (например, NbTi — ниобий-титан или Nb3Sn — ниобий-олово), а также более сложные материалы, такие как высокотемпературные сверхпроводники (например, YBCO — иттрий-барий-медь-оксид).
- Катушки с током. Чтобы создать магнитное поле, сверхпроводящие материалы формируются в виде катушек. Через эти катушки пропускается электрический ток, который, благодаря сверхпроводимости, может течь бесконечно долго без потерь энергии. Ток в катушках генерирует магнитное поле, которое и становится основным источником силы магнитов.
- Криогенные технологии. Для того чтобы сверхпроводящие материалы оставались в своем уникальном состоянии, их необходимо охлаждать до крайне низких температур. В большинстве случаев для этого используют жидкий гелий, который охлаждает материалы до температур около -269C (4 Кельвина). Это позволяет материалам входить в фазу сверхпроводимости и работать с максимальной эффективностью.
- Управление полем. При создании сверхсильных магнитов необходимо точно контролировать параметры магнитного поля. Современные магниты обладают сложными системами управления, которые позволяют регулировать силу поля и его распределение. Это особенно важно в таких приложениях, как магнито-резонансная томография (МРТ) или в исследованиях высокоэнергетических частиц.
Зачем же нужны такие мощные магниты?
На первый взгляд, может показаться, что такие мощные магниты — это просто достижение ради достижения. Но на самом деле они крайне важны для различных областей науки и технологий. Вот некоторые из их ключевых применений:
- Исследования сверхпроводников. Мощные магниты необходимы для изучения материалов, которые могут передавать электрический ток без потерь энергии при низких температурах — сверхпроводников. Чем больше ученые изучают сверхпроводники, тем быстрее развиваются технологии, такие как компьютеры и мобильные устройства. Сверхпроводящие материалы играют важную роль в создании более быстрых и мощных электронных устройств.
- Магнитно-резонансная томография (МРТ). Резистивные магниты с высокой мощностью используются в медицинских сканерах для создания детализированных изображений человеческого организма. Такие магнитные поля позволяют получать точные снимки внутренних органов, что помогает врачам в диагностике заболеваний.
- Транспорт и энергетика. В области транспорта сверхпроводящие магниты используются для создания маглев-поездов (магнитной левитации). Такие поезда могут двигаться на высокой скорости без трения, что делает транспорт более быстрым и эффективным. Также сверхпроводники могут стать основой для создания более эффективных систем передачи электричества, поскольку они способны проводить ток без потерь энергии.
- Прочие научные исследования. Одним из крупнейших примеров использования сверхмощных магнитов является Большой адронный коллайдер (БАК) в CERN (Европейская организация по ядерным исследованиям). В этом уникальном ускорителе частиц используются сверхпроводящие магниты для управления траекториями частиц, которые двигаются почти со скоростью света. Это позволяет исследовать фундаментальные свойства материи, а также проводить эксперименты на уровне элементарных частиц.
Нужно оборудование?
Звоните: 8 (800) 777-23-97
Точных Вам измерений!