علماء يحطمون الرقم القياسي لأقوى مجال مغناطيسي مستقر

ادعى علماء أن مغناطيس هجينا في الصين حطم للتو الرقم القياسي السابق لأقوى مجال مغناطيسي مستقر؛ ففي مرفق المجال المغناطيسي العالي الثابت التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (SHMFF)، حقق مغناطيس قيد التطوير مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا قدره 45.22 تسلا؛ أقوى بعشرات الآلاف من المرات من مغناطيس الثلاجة التذكاري العادي.
ويحطم رقم المجال المغناطيسي الثابت الجديد هذا، الرقم السابق الذي يبلغ 45 تسلا؛ والذي يحتفظ به المختبر الوطني للحقل المغناطيسي العالي (MagLab) في الولايات المتحدة منذ عام 1999.
ويضع هذا الاختراق حدودًا جديدة للظروف المستخدمة بشكل شائع لدراسة الظواهر الفيزيائية المختلفة، ما يوفر فرصًا جديدة للبحث والابتكار، وذلك حسبما نشر موقع «ساينس إليرت» العلمي المتخصص.
ووفق الموقع، يعمل كل من فريق البحث «MagLab» و «SHMFF» على مغناطيس هجين خاص بهما لبعض الوقت.
وهذا المغناطيس يستخدم طريقتين مختلفتين لإنشاء مجال مغناطيسي؛ حلقة خارجية فائقة التوصيل، ومغناطيس مرير داخلي (وهو مغناطيس يعتمد على ألواح مكدسة).
وكل من هاتين التقنيتين لها حدودها الخاصة؛ فالمغناطيس فائق التوصيل له احتياجات مدخلات طاقة منخفضة مع حد أعلى لشدة المجال المغناطيسي؛ فيما يتطلب المغناطيس المرير الداخلي إدخال طاقة أعلى بكثير.
وفي هذا الاطار، يؤدي الجمع بين التقنيتين الى التخفيف بشكل كبير من هذه القيود، ما يسمح بانتشار مجال مغناطيسي قوي وثابت؛ هذه هي الطريقة التي طور بها MagLab مغناطيس 45 تسلا، وكيف حقق SHMFF، في عام 2016، قوة مجال مغناطيسي ثابتة تبلغ 40 تسلا؛ وهو إنجاز مذهل بحد ذاته.
لكن فريق الأكاديمية الصينية للعلوم لم يكتف بذلك، واستمر منذ ذلك الحين في العمل على المغناطيس. وفي الأخير أتي هذا العمل الشاق بثماره.
وفي توضيح أكثر لهذا الأمر، قال الفيزيائي جوانجلي كوانج المدير الأكاديمي لمختبر المجال المغناطيسي العالي في معاهد «Hefei» للعلوم الفيزيائية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم انه «لتحقيق أي مجال مغناطيسي أعلى، قمنا بابتكار بنية المغناطيس وطورنا مواد جديدة... كما تم تحسين عملية تصنيع أقراص التمرير أيضًا».
وبفضل مدخلات الطاقة البالغة 26.9 ميغاوات، تمكن الفريق من تحقيق رقم 45.22 تسلا؛ ما يظهر انه مغناطيس رائد؛ إذ يتطلب مغناطيس 45 تسلا في MagLab إدخال طاقة تبلغ 30 ميغاوات.
من جانبه، قال الفريق إن مغناطيس SHMFF يمثل خطوة إلى الأمام لعلوم المواد.
جدير بالذكر، ينتج المغناطيس الهجين للمرفق الوطني لتجربة المجال المغناطيسي العالي للحالة الثابتة أعلى مجال مغناطيسي ثابت في العالم، ما يحسن الظروف التجريبية للعلماء لإجراء أبحاث في علم المواد، ويلعب دورًا رئيسيًا لا غنى عنه في البحث عن تزويد المواد الإلكترونية وغيرها من المجالات، وفق ما يقول فريق التطوير على موقع مختبر المجال المغناطيسي العالي.