Китайцы создали самый сильный в мире сверхпроводящий магнит — в 700 000 раз мощнее поля Земли (2 фото)
Китайские учёные из Института физики плазмы Китайской академии наук (CAS) совершили прорыв, создав самый мощный в мире сверхпроводящий электромагнит силой 35,1 тесла (Тл). Это поле в 700 тыс. раз сильнее среднего магнитного поля Земли, составляющего 50 мкТл. Опытная установка удерживала поле стабильным в течение 30 минут и сняла его без повреждения оборудования. Это достижение представляет собой платформу для новых экспериментов в физике, биологии и промышленности.
Это не самое мощное магнитное поле, создаваемое в лабораторных условиях. В прошлом году другая группа китайских учёных создала самый мощный в мире электромагнит без сверхпроводимости, напряжённость поля которого достигла 42 Тл. Использование электромагнитов с эффектом сверхпроводимости, как в случае нового достижения в Китае, обещает более энергоэффективную работу, что найдёт применение в транспорте, медицине и промышленности.
В разработке участвовали специалисты из Хэфэйского международного центра прикладной сверхпроводимости (Hefei International Applied Superconductivity Centre), Института энергетических исследований Хэфэйского национального научного центра (Energy Research Institute of Hefei Comprehensive National Science Centre) и Университета Цинхуа (Tsinghua University). Ключевым инновационным решением стало размещение высокотемпературного сверхпроводящего магнита в центре низкотемпературного, что позволило преодолеть проблемы концентрации напряжений и выравнивания электромагнитных взаимодействий. Такой подход повышает механическую стабильность и электромагнитные характеристики, обеспечивая минимальные потери энергии по сравнению с другими типами магнитов.
Следует сказать, что впервые такой гибридный подход реализовали учёные в США из Национальной лаборатории сильных магнитных полей (National High Magnetic Field Laboratory, или MagLab), которые в 2017 году установили рекорд напряжённости магнитного поля силой 32 Тл. Два года спустя китайская команда из Института электротехники CAS (CAS Institute of Electrical Engineering) и Университета Китайской академии наук (University of Chinese Academy of Sciences) воспроизвела эксперимент и немного превзошла своих американских коллег, создав сверхпроводящий магнит силой 32,35 Тл. Новая разработка оказалась ещё мощнее, доказав повторяемость результата и отработанность технологий.
Особую ценность новая установка представляет для развития сферы термоядерных реакторов, поскольку китайская команда участвует также в международном проекте ИТЭР (ITER). Благодаря сверхмощному магниту они могут проводить эксперименты с подбором материалов для магнитов реакторов, а также испытывать разного рода датчики. Кроме того, установка с рекордным магнитным полем позволит проводить физические и биологические эксперименты, не говоря уже о поиске практического применения сильных магнитов в промышленности и на транспорте. Это ещё одна ступенька на пути к более совершенному оборудованию во многих сферах.
Добавим, что включение такого электромагнита со сверхсильным полем не приведёт к тому, что все компасы на Земле вдруг развернутся в сторону Китая. Поле концентрируется в основном внутри установки и за её пределами быстро затухает.