Această unghie mare creează cel mai puternic câmp magnetic din lume
Cercetătorii de la Laboratorul Național pentru Câmpuri Magnetice Înalte (MagLab) au reușit să creeze un electromagnet miniatural cu o intensitate magnetică de 45,5 Tesla, mai mare decât cea a imenselor facilități deținute până acum de record. O tehnologie care ar putea schimba complet orizontul posibilelor domenii de aplicare.
Nu este mai mare decât o rolă de hârtie igienică și cântărește doar 390 de grame. Acest cui mare de 53,1 milimetri lungime tocmai a doborât un record vechi de 20 de ani: cel al celui mai înalt câmp magnetic creat vreodată, cu 45,5 tesla. Prin comparație, un magnet tipic RMN generează un câmp magnetic de 2 până la 3 Tesla. 45.5-T, dezvoltat de Laboratorul Național pentru Câmpuri Magnetice Înalte (MagLab), bate astfel cu jumătate de Tesla recordul anterior, deținut de un alt magnet al MagLab, 45-T. Acesta din urmă, un dispozitiv de 35 de tone, este compus dintr-un miez de cupru în interior, o bobină de niobiu-staniu. Este nevoie de 31 MW pentru a funcționa (echivalentul puterii a două motoare cu rachete Ariane 5) și generează atât de multă căldură încât este nevoie de mii de litri de apă pentru a o răci. .
„O revoluție similară cu cea a siliciului din electronică”
„O astfel de miniaturizare reprezintă o revoluție la fel de importantă ca ceea ce a adus siliciul în electronică”, asigură directorul MagLab, Greg Boebinger. Astfel de magneți ar putea fi folosiți în detectoare de particule, reactoare de fuziune nucleară și instrumente de diagnosticare în medicină ”. Magneții mai puternici ar face posibilă, de exemplu, îmbunătățirea calității imaginii RMN sau studierea proprietăților materialelor. Dar cum ar putea un obiect atât de mic să genereze un câmp magnetic atât de puternic? ?
1.260 amperi pe milimetru pătrat
Invenția, descrisă în recenzie Natură pe 12 iunie 2019, se bazează atât pe un nou material supraconductor, cât și pe un nou design. În loc să utilizeze niobiu, metalul utilizat în prezent în magneții supraconductori mari, echipa de cercetători condusă de Seungyong Hahn a dezvoltat un nou material denumit ReBCO (Rare-earth barium oxid de cupru), oxid de cupru și bariu și pământuri rare. Un aliaj capabil să transporte 1.260 amperi pe milimetru pătrat, de două ori mai mult curent decât niobiul. Cu toate acestea, cu cât densitatea curentului curge în bobină, cu atât câmpul magnetic va fi mai intens.
Benzi de aramă subțiri ca un păr
Cealaltă inovație se referă la izolare sau mai exact absența izolației. Magneții supraconductori actuali conțin astfel izolație între straturile conductoare, responsabile de direcționarea curentului către cea mai eficientă cale. Dar, atunci când o imperfecțiune sau un obstacol se află pe calea curentului, acesta din urmă este apoi blocat, provocând supraîncălzirea potențial dăunătoare și pierderea supraconductivității. Soluția găsită de echipa de cercetare: îndepărtați izolația. „Deoarece virajele bobinei nu sunt izolate unele de altele, ele pot împărți curentul foarte ușor pentru a trece peste aceste obstacole”, explică David Larbalestier, unul dintre coautorii studiului și directorul departamentului de materiale. La MagLab . Celălalt avantaj este că elimină greutatea și volumul de pe dispozitiv.