Čína opět posunula hranice vědy – tentokrát v oblasti magnetických polí. Tým vědců v rámci projektu SHMFF (Steady High Magnetic Field Facility) dokázal vytvořit rezistivní magnet s neuvěřitelnou intenzitou 42,02 tesla, čímž překonal dosavadní rekord 41,4 tesla z roku 2017 dosažený v Národní laboratoři vysokých magnetických polí na Floridě. Tento výkon představuje magnetické pole asi 800 000krát silnější než to, které přirozeně generuje Země.
Tento obrovský technologický úspěch poskytuje vědcům z celého světa možnost proniknout do neprobádaných oblastí materiálové vědy. „Silnější magnetická pole nám umožňují studovat nové formy hmoty a upravovat materiály způsobem, který byl doposud nemožný,“ uvedl fyzik Joachim Wosnitza z laboratoře v Drážďanech. Díky této nové technologii mohou vědci testovat mimořádné vlastnosti hmoty, což může vést k dalším revolučním objevům ve fyzice i materiálovém inženýrství.
Jak funguje extrémně silný magnet?
Významnou roli zde hrají rezistivní magnety, které dokáží udržet takto silná magnetická pole po delší dobu a umožňují rychlé nastavení intenzity pole. SHMFF magnet ale vyžaduje masivní přísun energie — konkrétně 32,3 megawattů, což je zhruba ekvivalent energetické spotřeby menšího města. Ačkoliv tento typ magnetů spotřebovává mnoho energie, je pro vědce stále výhodnější, protože nabízí přesnější a stabilnější prostředí pro pokročilý výzkum, než by bylo možné u supravodivých magnetů.
V Číně je tento silný magnet k dispozici vědcům z celého světa, kteří ho mohou využít pro testování pokročilých materiálů, jako jsou například nové druhy supravodičů. Vědecký tým, který tento magnet vyvinul, také pracuje na vývoji hybridních a plně supravodivých magnetů, jež by měly dosáhnout podobně vysokého magnetického pole, ale s nižší spotřebou energie.
Cesta k rekordním výkonům a výhled do budoucnosti
Čína není v tomto závodě sama. V roce 2019 zaznamenala americká Národní laboratoř krátkodobé dosažení hodnoty 45,5 tesla u prototypu hybridního magnetu, zatímco Čína v roce 2022 představila vlastní hybridní magnet s výkonem 45,22 tesla. Pro vědce je dosažení těchto extrémních magnetických polí klíčové nejen kvůli studiu fyzikálních vlastností materiálů, ale i kvůli praktickým aplikacím v lékařské zobrazovací technice či při zkoumání kvantových jevů.
Vývoj hybridních a supravodivých magnetů, které by dokázaly udržet vysoké magnetické pole při nižší energetické náročnosti a dlouhodobé stabilitě, zůstává technickou výzvou. Přesto existuje optimismus, že tento výzkum může otevřít cestu ke zcela novým technologiím, které budou nejen výkonnější, ale i cenově dostupnější a ekologičtější.
Magnetické rekordy a vliv na materiálovou vědu
V současné době se vědci soustředí nejen na dosažení co nejvyšších hodnot magnetického pole, ale také na praktické aspekty, jako je účinnost a stabilita těchto zařízení. Tento rekordní magnet čínského SHMFF se tak stává nejen technologickým průlomem, ale také nadějí na nové objevy v oblastech, jako jsou kvantová fyzika, supravodivost a materiálové inženýrství.
Výzkumníci nyní mají v rukou nástroj, který jim umožňuje zkoumat hmotu na zcela nové úrovni, což může přinést odpovědi na některé z nejpalčivějších otázek fyziky i dalších oborů.
