Национальная лаборатория сильного магнитного поля со штаб-квартирой в Университете штата Флорида побила еще один мировой рекорд, испытав магнит на 32 тесла - на 33 процента сильнее, чем тот, который ранее был самым сильным сверхпроводящим магнитом в мире, используемым для исследований, и более чем В 3 000 раз сильнее, чем маленький магнит на холодильник.
8 декабря этот новый магнит достиг магнитного поля в 32 тесла. Тесла - единица силы магнитного поля; небольшой магнит на холодильник составляет около 0,01 тесла.
Сделанный из комбинации обычных низкотемпературных и новых высокотемпературных сверхпроводников, «32 T» позволит физикам, изучающим материалы, исследовать, как электроны взаимодействуют друг с другом и их атомным окружением, позволяя создавать новые устройства, которые будут формировать наш мир.
На протяжении десятилетий мировой рекорд для сверхпроводящего магнита постепенно продвигался вперед. Этот единственный скачок больше, чем все улучшения, сделанные за последние 40 лет, вместе взятые.
«Это революционный шаг в технологии магнитов, настоящая революция в процессе создания», - сказал директор MagLab Грег Бобингер. «Эта ультрасовременная конструкция магнита не только позволит нам предлагать новые экспериментальные методы здесь, в лаборатории, но и повысит эффективность других научных инструментов, таких как рентгеновские лучи и рассеяние нейтронов, по всему миру».
Это был знаменательный год для MagLab, отметил Бебингер: 32 T является третьим магнитом с мировым рекордом, испытанным за последние 13 месяцев, после 41. Резистивный магнит на 4 тесла, испытанный прошлым летом, и гибридный магнит на 36 тесла, который достиг полного поля в ноябре 2016 года.
"Мы в ударе", - сказал Бобингер.
Новый магнит представляет собой веху в области высокотемпературной сверхпроводимости, явления, которое вызвало огромный резонанс в научном сообществе, когда оно было впервые открыто 31 год назад.
Сверхпроводники - это материалы, которые проводят электричество с идеальной эффективностью (в отличие от меди, в которой электроны сталкиваются с большим трением). Так называемые низкотемпературные сверхпроводники, открытые столетие назад, работают только в экстремально холодных условиях и обычно перестают работать в магнитных полях выше 25 тесла. Это ограничение ограничило силу сверхпроводящих магнитов.
Но в 1986 году ученые открыли первые высокотемпературные сверхпроводники, которые не только работают при более высоких температурах, но - что более важно для разработчиков магнитов и ученых - также продолжают работать в очень сильных магнитных полях.
Три десятилетия спустя новый магнит на 32 тесла стал одним из первых крупных применений этого открытия, удостоенного Нобелевской премии.
Напряженность поля в 32 тесла создается комбинацией обычных или низкотемпературных сверхпроводящих магнитов, изготовленных отраслевым партнером Oxford Instruments, и высокотемпературного сверхпроводящего материала под названием YBCO, состоящего из иттрия, бария, меди. и кислород. В партнерстве с SuperPower Inc. ученые и инженеры MagLab годами работали над превращением сложного материала в надежный магнит. В рамках этого процесса они разработали новые методы изоляции, усиления и обесточивания системы.
Несмотря на все свои рекорды, 32 T - это только начало, сказал ученый MagLab Хууб Вейерс, руководивший его строительством.
«Мы открыли огромное новое пространство», - сказал Вейерс. «Я не знаю, что это за предел, но он превышает 100 тесла. Необходимые материалы существуют. Только технологии и доллары отделяют нас от 100 тесла».
Являясь сверхпроводящим магнитом, 32 Тл обладает очень стабильным однородным полем, подходящим для чувствительных экспериментов. Сочетая прочность и стабильность, он предлагает исследователям лучшее из обоих миров.
«Новая система и магниты, которые последуют за ней, дадут ученым доступ к знаниям, которые раньше были невозможны», - сказала физик Лаура Грин, главный научный сотрудник MagLab. «Мы ожидаем, что это откроет новые горизонты в различных областях исследований. Физики особенно воодушевлены достижениями в области квантовой материи, которые включают новые и технологически важные ультратонкие материалы, а также экзотические новые состояния материи в топологических материалах и сложных магнитных полях. материалы."
Ожидается, что новый прибор будет доступен для использования приезжими учеными в следующем году. Как и в случае со всеми магнитами в лаборатории, ученые со всего мира могут подать заявку на его использование для изучения новой физики, химии и биологии, связанной с материалами, здоровьем и энергией.