محققان آزمایشگاه میدان مغناطیسی زیاد مؤسسه علوم فیزیکی هیفی(Hefei) در چین در روز ۲۲ سپتامبر، زمانی که آهنربای مقاومتی آنها میدان مغناطیسی ثابت ۴۲ تسلا تولید کرد، رکورد جدیدی را به ثبت رساندند. با این شاهکار، چین از آمریکا که از سال ۲۰۱۷ رکورددار قوی‌ترین آهنربای مقاومتی بود، پیشی گرفت.

به نقل از آی‌ای، آهنرباهای مورد استفاده در زندگی روزمره، از وسایلی مانند بلندگو و اسباب بازی گرفته تا تجهیزات پزشکی پیشرفته، عمدتا دو نوع هستند: دائمی و الکترومغناطیسی.

آهنربای دائمی از مواد فرومغناطیسی مانند آهن، نیکل و کبالت و ترکیبات آنها ساخته می‌شود. همانطور که از نام آن پیداست، آهنرباهای دائمی پس از مغناطیسی شدن به تولید میدان مغناطیسی ادامه می‌دهند.

یک آهنربای الکتریکی با استفاده از سیم پیچ‌های سیم رسانا ساخته می‌شود و تنها زمانی که جریانی از آن عبور می‌کند، میدان مغناطیسی تولید می‌کند. این اجازه می‌دهد تا کنترل بیشتری بر میدان مغناطیسی داشته باشیم زیرا می‌توان آن را به دلخواه خاموش یا روشن کرد و حتی می‌توان با تغییر جریان عبوری از آن، قدرت آن را تغییر داد.

انواع آهنرباهای الکتریکی

آهنربای مقاومتی نوعی آهنربای الکتریکی است که با استفاده از فلزاتی مانند مس و آلومینیوم ساخته می‌شود. در حالی که اینها می‌توانند یک میدان مغناطیسی بزرگ ایجاد کنند، به دلیل مقاومت در سیم پیچ‌های رسانا، گرما نیز تولید می‌کنند.

برای غلبه بر مسئله مقاومت، دانشمندان به مواد ابررسانا نیز روی آورده‌اند که می‌توانند جریان را بدون تولید گرما حمل کنند. با این حال، این آهنرباها فقط در دمای نزدیک به صفر مطلق یا ۲۷۳ درجه سانتیگراد زیر صفر می‌توانند کار کنند.

آهنرباهای مقاومتی انعطاف‌پذیری و کنترل بیشتری را ارائه می‌دهند و میدان‌های مغناطیسی قوی‌تری نسبت به آهنرباهای ابررسانا تولید می‌کنند.

نوع سوم از آهنرباهای الکترومغناطیسی، یک آهنربای ترکیبی، از فناوری مغناطیسی مقاومتی و ابررسانا برای تولید میدان‌های مغناطیسی بزرگ است.

در سال ۲۰۲۲، محققان مؤسسه علوم فیزیکی هیفی در آکادمی علوم چین، با تولید میدان مغناطیسی ۴۵.۲۲ تسلا، رکورد جهانی آهنربای هیبریدی را ثبت کردند. دو سال بعد، این تیم همچنین رکورد آهنرباهای مقاومتی را در اختیار داشتند.

چین رکورد دیگری را ثبت کرد

طبق یک بیانیه مطبوعاتی، دانشمندان و مهندسان این مؤسسه چهار سال گذشته را صرف نوآوری در ساختار آهنربای مقاومتی و بهینه سازی تولید آن کردند. در روز ۲۲ سپتامبر، زمانی که آهنربا روشن شد، میدان مغناطیسی ۴۲ تسلا تولید کرد در حالی که ۳۲.۳ مگاوات برق مصرف می‌کرد. این تقریباً معادل ۴۳۰۰۰ اسب بخار است.

با انجام این کار، محققان همچنین رکورد تولید میدان مغناطیسی ۴۱.۴ تسلا را که توسط آزمایشگاه ملی مغناطیسی زیاد در ایالات متحده در سال ۲۰۱۷ ثبت شده بود، شکستند.

یک آهنربای قدرتمند می‌تواند به محققان کمک کند تا شرایط قوی‌تری را برای انجام آزمایش‌های خود و کشف پدیده‌ها و قوانین جدید فیزیک ایجاد کنند. میدان مغناطیسی یک جزء حیاتی در تحقیقات مواد است و به عنوان یک ابزار مهم برای اکتشافات جدید عمل می‌کند.

تنها پنج کشور، از جمله ایالات متحده و چین، دارای موسسات تحقیقاتی هستند که با میدان‌های مغناطیسی ثابت و زیاد کار می‌کنند. تاکنون بیش از ۱۰ اکتشاف که برنده جایزه نوبل شده‌اند، با استفاده از میدان‌های مغناطیسی زیاد صورت گرفته است.