A 40 tesla feletti mágneses mezők létrehozásához hagyományosan hatalmas, szobaméretű gépekre van szükség, amelyek óriási mennyiségű áramot fogyasztanak. Ahhoz, hogy a kutatók hatékonyan tudják vizsgálni a mágneses mezőkhöz kapcsolódó jelenségeket, arra van szükség, hogy ennél jóval kompaktabb mágneseket alakítsanak ki.
Ezt sikerült elérniük nemrég a zürichi műegyetem (ETH Zürich) kutatóinak. A szakemberek egy 42 tesla erősségű mágneses mező létrehozására is alkalmas mágnest építettek egy olyan készülékbe, amely elfér az ember kezében, és ami 1 W-nál kevesebb teljesítményen működik – írja az Interesting Engineering.
A Science Advances című tudományos folyóiratban publikált eredmények két kompakt, magas hőmérsékletű szupravezető (hHigh-temperature superconductivity, HTS) mágnest írnak le, amelyeket ritkaföldfém-bárium-réz-oxid (REBCO) szalagból építettek. Az egyik két palacsinta alakú tekercs segítségével 38 teslát ért el. A másik, négy egymásra halmozott tekerccsel, 42,3 teslát. Ez utóbbi eléréséhez korábban hatalmas, nagy energiát fogyasztó infrastruktúrára volt szükség, amely csak néhány laboratórium rendelkezik az egész világon.
Hogy könnyebben érthető legyen, ez mit jelent, érdemes megnézni, milyen erősségű mágneses erővel dolgoznak a világon. A kórházi MRI-készülékek általában 1,5-3 teslával működik. A világ legerősebb mágneses mezőjét egy amerikai rendszer képes létrehozni. Ez 45,5 teslát jelent, és egy olyan infrastruktúra működésének eredménye, amely 20 MW teljesítményű.
A svájci fejlesztés ehhez képest ezerszer kevesebb energiát igényel, és több mint ezerszer kisebb az amerikai társánál.
https://hvg.hu/tudomany/20210914_fuzios_eromu_magnes_sparc
A legnagyobb kihívást a szalag feltekerése jelentette, amelynek átmérője végül 3,1 milliméter lett. A standard tekercselési módszerekkel legalább 14 millimétert kell elérni, hogy megakadályozzák a szupravezető réteg repedését, így erre egy teljesen új eljárást kellett kifejleszteni. Ennek és további változtatásoknak köszönhetően az áramsűrűség végül elérte a 2257 amper/négyzetmillimétert, ami jóval magasabb, mint amire a legtöbb nagy szupravezető rendszer képes.
A kutatók szerint még van néhány dolog, amit ki kellene javítani a rendszerben, a jövőben ezen fognak dolgozni. Az viszont egyértelműen bebizonyosodott, hogy a rendkívül erős mágneses tér vizsgálatához nem feltétlenül kell óriási infrastruktúra.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
(Nyitóképünk illusztráció.)