最強の定常磁場の記録が「破られた」 • The Register

中国の科学者らは、超電導システムを使って、地球の少なくとも100万倍強力な最強の定常磁場を生成する記録を破ったと主張している。

ハイブリッド磁石は、超電導材料のコイル内の抵抗インサートで作られていると説明されています。 磁場は、ドーナツの穴のような形をした磁石の円形のギャップまたはボアで最も強く、測定値は 45.22 テスラ (T) であり、米国国立高磁場が報告した 45 T ハイブリッド磁石よりもわずかに強力です。 1999 年のフィールド ラボラトリー (MagLab)。

中国科学院傘下の研究機関である合肥物理科学研究所に拠点を置くこの装置の設計者らは、進歩の原因は磁石の材料にあると述べた。

「より高い磁場を達成するために、私たちは磁石の構造を革新し、新しい材料を開発しました」と合肥物理科学研究所の定常高磁場施設（SHMFF）の高磁場研究室の教授で学術ディレクターでもあるGuangli Kuang氏は述べています。 ）と声明で述べた。

「ビターディスクの製造プロセスも最適化されました」と彼は付け加えた。 そう、苦いディスクだ。

正確な実験手順や設定の詳細はあまり詳しくありません。 ただし、研究室はこのグラフを公開しましたが、磁石の磁場強度が 45 テスラを超えたことを記録しています。

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MagLab 所長のグレゴリー・ボービンガー氏は The Register に次のように語った。「この画期的な成果の発表は、世界の偉大な磁石研究所の 1 つである才能あるエンジニアと科学者たちによるものです。私たちはこの報告書に大きな自信を持っており、多くの研究内容を網羅した完全な科学的出版物を楽しみにしています」磁石と45.22Tの達成に関する技術的な詳細。」

強力な定常磁場を作り出すには、磁石を励起するのに十分な電力を生成することも必要だとボビンガー氏は説明した。 SHMFFが記録破りの実験には26.9MWが必要だと述べたことに注目したい。

「1999年にマグラボが世界記録を36テスラから45テスラに伸ばすことができたのは主に、マグラボの発電所がそれまで強力な磁場の発生に充てられていたものよりはるかに大きかったという事実によるものです」とベービンガー氏は続けた。

「45 T マークに達するまで、世界をリードする電磁石は約 10 MW の電力を使用していました。MagLab は 30 MW 以上を使用して記録を 45 T まで押し上げました。」

同氏はさらに、「1999年以来、合肥の研究所だけでなく、グルノーブルとナイメーヘンにあるヨーロッパの2つの研究所を含む世界中の多くの磁石研究所が、45テスラの達成を可能にする大規模なインフラを構築した。」と続けた。

比較のために、強力な冷蔵庫の磁石の磁場の強さは約 100 ガウスまたは 0.01 テスラであり、ハイブリッド磁石は 4,500 倍以上強力になります。 地球の磁場はさらに弱く、0.00003 T です。

SHMFF のハイブリッド システムによって生成される磁石のように安定したものではありませんが、技術的にはさらに高い磁場強度に達することができる磁石もあります。 たとえば、フロリダ州マグラボの物理学者らは、2012年にマルチショット磁石を使用して100テスラに到達したが、磁場は15ミリ秒しか持続しなかったと報告した。

中国のハイブリッド磁石のスナップ...画像提供: SHMFF。 拡大するにはクリックしてください

超高磁場の生成と維持は困難です。 超強力な磁石は、生成される力に材料が耐えられないことが多いため、実験中に爆発することがよくあります。 物理学者は、強力な磁場を生成するために電流を定期的に流すだけで、マルチショット磁石の破壊を回避しました。

ハイブリッド磁石でも磁場の強さを一定に保つのは難しい。 安定した磁場を生成するには、液体ヘリウムと一定の水流を使用して冷却する必要があります。 「[SHMFFの]磁石は11.5Tの超電導外側磁石で構成されており、その中に33.5Tの抵抗磁石が入れ子になっています。すべての電力を消費するのはこの内側の磁石です」とベービンガー氏は語り、それがハイブリッドと呼ばれる理由も説明した。

「ハイブリッド磁石は 2 つの独自の磁石技術を活用しているため、動作するにはかなりの独自のインフラストラクチャが必要です。これには、超電導磁石を 1.8 ケルビン (摂氏 -271 度、華氏 -456 度) に冷却するための 2,800 リットルの液体ヘリウム極低温システムが含まれます。 )、抵抗磁石が溶けるのを防ぐために、毎分 4,000 ガロンを超える脱イオン水が抵抗磁石を通って流れます。

「最大の課題の 1 つは、小さな体積に 33 メガワットの電力を集中させることに起因します。これにより、磁石を引き裂こうとする巨大な力が発生するためです。そのため、これらの磁石は、場合によっては同じくらい強力な珍しい材料で作られなければなりません」鋼よりも強い。」

ボフィンズ氏は、ハイブリッド磁石からますます強力な磁場強度を生成することで、材料の電気的および磁気的特性の科学的理解が進み、科学者が物理学で新しい発見をしたり、新しいタイプの半導体を構築したりできるようになると考えています。

同登記所は合肥物理科学研究所にさらなるコメントを求めた。 ®

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