Найти тему
Кластер

Самое сильное магнитное поле

Всё, что нас окружает - материя. Будь то вещество, электромагнитное поле, либо же квантовое поле с темной материей.

Сегодня речь зайдет о электромагнитном поле, а именно о её составляющей - магнитном поле.

Первое изучения магнитного поля началось еще в 13 веке с исследований Де Марикура Пьера, известного также, как Перегрин (Пилигрим). Он написал тракт, который можно перевести так:"Послание о магните Пьера де Марикура, по прозванию Перегрина, к рыцарю (или солдату) Сигеро де Фукорур". 

В нём де Марикур подробно перечисляет свойства магнита, сообщает, как найти у него северный и южный полюсы, как намагничивать иглу компаса. Описывается процедура перемагничивания и законы взаимодействия двух магнитов между собой.

Научная работа Перегрина
Научная работа Перегрина

Самую большую работу над исследованием электромагнитного поля провели Майкл Фарадей и Джеймс Клерк Максвелл

Благодаря им были введены новые понятия и термины, а существование электромагнитного поля было подтверждено опытами и математическими расчетами.

После их трудов стало возможным проводить научные эксперименты по созданию сильных магнитных полей.

Например, в Токийском университете создали магнитное поле силой 1200 Тл. На самом деле учёные не до конца контролировали процесс, поэтому после этого эксперимента их лаборатория взорвалась. Не хватило прочности клетки

Это поле оказалось в 400 раз мощнее генерируемых мощными магнитами в аппаратах МРТ и в 50 миллионов раз мощнее магнитного поля Земли. Во время экспериментов на открытых пространствах достигались и более мощные магнитные поля, правда, с использованием химических взрывчатых веществ. Однако этот результат — рекорд для магнитных полей, полученных в закрытом помещении в контролируемой среде. Удерживалось поле 40 миллисекунд

Строение научного комплекса для создания магнитного поля
Строение научного комплекса для создания магнитного поля

Для эксперимента учёные использовали упрочненную проводящую катушку из стали, создававшую сравнительно слабое (3,2 Тл) магнитное поле — примерно как в томографе. Внутрь ее помещалась тонкая медная трубка-«лайнер». Катушка соединялась с конденсаторами, способными накапливать до 5 МДж энергии и моментально разряжать их, пропуская через нее ток величиной в 40 миллионов ампер. Это вызвало появление в ней магнитного поля, направленного против исходного, а взаимодействие полей заставило тонкостенную трубку буквально схлопнуться на скорости в десятки тысяч километров в секунду и сжать ее магнитное поле.

Однако, были эксперименты, где магнитное поле не контролировалось. Например, в 2001 году, было создано магнитное поле силой в 2300 Тл учеными из ВНИИЭФа на полигоне российского Сарова, а самую большую мощность электромагнита добились в Китае

Его сила достигала 45,22 Тл, при этом за счет оптимизации структуры магнитов система SHMFF потребляет всего 26,9 мегаватта

Гибридный магнит в Хэфэе / ©SHMFF
Гибридный магнит в Хэфэе / ©SHMFF
Показание гибридного магнита
Показание гибридного магнита

Для астрофизиков не будет секретом, что это всё цветочки по сравнению с настоящим гигантом по производству магнитного поля - магнетарами.

Визуализация магнетара
Визуализация магнетара

Магнетары - это нейтронные звезды, которые обладают огромным магнитным полем, достигающем 10 в 11 степени Тл.

Они являются самыми сильными магнитами во всей Вселенной