ساخت قوی ترین آهنربای مقاومتی جهان در چین

به گزارش خبرگزاری زندگانی به نقل ازIE آهنربا های مقاومتی که از سیم های فلزی مارپیچ ساخته شده اند معمولا در تاسیسات تحقیقاتی آهنربا در سراسر جهان استفاده می شوند.

این دستاورد به عنوان یک پیشرفت بزرگ دیگر برای «آزمایشگاه میدان مغناطیسی بالا آکادمی علوم چین» (CHMFL) محسوب می شود. این آزمایشگاه در سال ۲۰۲۲ نیز موفق شد قدرتمندترین آهنربای هیبریدی ۴۵.۲۲ تسلا در جهان را بسازد. 

بر اساس اعلام این آزمایشگاه دانشمندان و مهندسان موفق شدند پس از نزدیک به چهار سال تلاش بی وقفه ساختار آهنربا را اصلاح و فرآیند تولید آن را بهینه کرده و به میدان مغناطیسی ثابت ۴۲.۰۲ تسلا با منبع تغذیه ۳۲.۳ مگاوات دست یابند.

آنها با این دستاورد از رکورد ۴۱.۴ تسلا آزمایشگاه ملی میدان مغناطیسی بالا آمریکا در سال ۲۰۱۷ پیشی گرفتند.

به گفته «یواخیم ووسنیتزا» «Joachim Wosnitza» فیزیکدان آزمایشگاه میدان مغناطیسی بالا درسدن در آلمان آهنربای رکورد شکن چین زمینه را برای توسعه آهنربا های قابل اعتمادی فراهم می کند که قادر به حفظ میدان های مغناطیسی قوی تر هستند. این پیشرفت ها می تواند راه را برای محققان برای کشف فیزیک جدید غیرمنتظره هموار کند.

آهنربا های میدان بالا ابزار ضروری برای شناسایی خواص پنهان مواد پیشرفته ای مانند ابررسانا ها هستند که می توانند جریان الکتریکی را بدون اتلاف گرما در دما های بسیار پایین حمل کنند. این میدان های مغناطیسی قدرتمند همچنین فرصت هایی برای رصد پدیده های فیزیکی کاملا جدید و دستکاری حالت های ماده فراهم می کنند و بینش های ارزشمندی را در مورد فیزیک ماده متراکم ارائه می دهند.

«الکساندر ایتون» «Alexander Eaton» فیزیکدان ماده متراکم در دانشگاه کمبریج می گوید: میدان های مغناطیسی بالا به ویژه برای آزمایش هایی که نیاز به اندازه گیری های بسیار حساس دارند سودمند هستند چرا که با افزایش وضوح تشخیص پدیده های ظریف را آسان تر می کنند. 

هر تسلا اضافی تا حد زیادی دقت این اندازه گیری ها را بهبود می بخشد و بینش شفاف تری را در مورد اثرات فیزیکی گریزان فراهم می آورد.

«گوانگ لی کوانگ» «Guangli Kuang» متخصص میدان مغناطیسی بالا در تاسیسات میدان مغناطیسی پایدار آکادمی علوم چین (SHMFF) با اشاره به اینکه این گروه سال ها تلاش کرده است آهنربا را برای رسیدن به این رکورد جدید پالایش کند تاکید کرد: رسیدن به این دستاورد چندان آسان نبوده است.

 آهنربا های مقاومتی اگرچه فناوری قدیمی تری دارند اما می توانند میدان های مغناطیسی بالا را برای مدت طولانی تری در مقایسه با آهنربا های هیبریدی جدیدتر یا کاملا ابررسانا حفظ کنند. آنها همچنین مزیت افزایش سریع میدان های مغناطیسی خود را دارند که آنها را برای آزمایشها چندمنظوره می کند. 

با این حال عیب اصلی آهنربا های مقاومتی مصرف انرژی قابل توجهی است که استفاده از آنها را پرهزینه می کند. مثلا آهنربای مقاومتی SHMFF برای دستیابی به میدان مغناطیسی رکوردشکن خود به ۳۲.۳ مگاوات الکتریسیته نیاز داشت که استفاده از چنین منبعی به توجیه علمی قوی نیاز دارد.

چالش مصرف انرژی بالا زمینه را برای ساخت آهنربا های ترکیبی و کاملا ابررسانا فراهم کرد که می توانند میدان های مغناطیسی بالا با انرژی کمتر تولید می کنند. 

در سال ۲۰۱۹ محققان NHMFL یک آهنربای ابررسانای کوچک ایجاد کردند که برای مدت کوتاهی به میدان ۴۵.۵ تسلا دست یافت و اکنون در حال کار بر روی یک آهنربای ابررسانای بزرگتر ۴۰ تسلا برای آزمایش هستند. در همین حال تیم SHMFF در حال ساخت یک آهنربای هیبریدی ۵۵ تسلا است. 

در حالی که پیش بینی می شود این آهن ربا های جدیدتر نسبت به آهنربا های مقاومتی ارزان تر باشند اما چالش های خاص خود را نیز دارند مانند هزینه های ساخت و ساز بالاتر و سیستم های خنک کننده پیچیده تر.