Магнитное поле – рекордсмен
В Германии получены самые мощные магнитные поля в мире. Мировой рекорд — 91,4 Тесла.
Лаборатория сильных магнитных полей в Центре Гельмгольца (Дрезден-Россендорф, Германия) может теперь добавить в свое называние «самых сильных», поскольку именно здесь побит предыдущий американский рекорд — 89 Тл (в Лос-Аламосе), и борьба идет за каждый Тесла.
Сотрудники лаборатории под руководством Сергея Жерлицына создали катушку индуктивности весом около 200 кг, диаметром 32 см и высотой 55 см. Она скорее напоминает ведро, а не мощнейшее устройство для исследований современных материалов, на использование которого в очередь записываются ученые со всего мира. За несколько миллисекунд электрический ток создает в катушке гигантское магнитное поле, при этом она остается невредимой.
«Нам нужны такие поля не ради рекорда, а для того чтобы проводить исследования в материаловедении, — объясняет Йоахим Возница, директор лаборатории. — Чем сильнее магнитные поля, тем точнее результаты». Например, для исследования новейших электронных устройств или сверхпроводников нужны сильные поля с магнитной индукцией 90-100 Тл. Но возникающие при этом силы огромны, и медные конструкции разрывает магнитное поле уже в 25 Тесла (Для сравнения – величина магнитного поля в обычном магните на холодильнике всего 0,05 Тл). В магнитном поле 100 Тл сила Лорентца в меди создает давление, в сорок тысяч раз превышающее атмосферное давление на уровне моря. Эти силы просто разрывают медный объект. Поэтому в катушках используют специальные сплавы, выдерживающие давление, в десятки тысяч раз больше атмосферного. Дополнительную прочность катушке придает специальный кожух из волокон, которые вшивают в пуленепробиваемые жилеты.
Чтобы получить огромные магнитные поля, ученые использовали две катушки — одна в другой. Внутренняя катушка создает магнитное поле около 50 Тл с помощью мощных и коротких (0,02 секунды) электрических импульсов. Внешняя катушка может выдержать давление в 2500 раз больше атмосферного и внутри генерирует поле около 40 Тл.
Сегодня пять комнат, оборудованных одинаковыми катушками индуктивности, не справляются с толпой жаждущих открытий ученых, поэтому к 2015 году будет запущено еще шесть таких комнат.
На снимках: магнитная катушка; конденсаторный банк дрезденской Лаборатории сильных магнитных полей.
20 июля 2011
