Лабораторный рекорд мощности магнитного поля

18.10.2025

Магнитные поля окружают нас повсюду: от компасов и электроники до процессов в земном ядре. Недавно ученые Национальной лаборатории высоких магнитных полей (MagLab) в Таллагасси, штат Флорида, установили новый рекорд, создав самое мощное магнитное поле, когда-либо полученное на Земле, - 100 тесла. Для этого импульсный магнит охлаждали до -198 °C, чтобы избежать перегрева тока мощностью 1,4 гигаватта, что позволяет ему работать безопасно. Для сравнения, это поле в 200 раз сильнее магнита на холодильнике и в 100 раз мощнее промышленных электромагнитов, используемых для подъема автомобилей.

Магнитное поле возникает благодаря спинам электронов в веществе. В обычных материалах спины направлены случайным образом, но в магнитных веществах они выстраиваются в одном направлении, создавая четко выраженные полюса. Земля сама является гигантским магнитом: ее магнитное поле формируется за счет движения расплавленного железа и никеля во внешнем ядре. Согласно данным NOAA, интенсивность магнитного поля на поверхности планеты колеблется от 25 000 до 65 000 нанотесла, а ближе к ядру достигает 2,5 миллител.

История экспериментов с экстремальными магнитными полями полна разрушений. Попытки превысить предел мощности часто приводят к уничтожению оборудования. Например, в 2018 году ученые из Токийского университета достигли 1200 тесла, после чего установка была полностью разрушена. Абсолютный рекорд - 2800 тесла - зафиксирован в России в 2001 году, но и там устройство не выдержало нагрузки. Такие эксперименты наглядно демонстрируют пределы современных технологий при создании сверхмощных магнитов.

Ученые MagLab отмечают, что сверхсильные магнитные поля открывают новые горизонты для фундаментальных исследований. Они позволяют изучать поведение электронов в экстремальных условиях, что недоступно при обычных лабораторных параметрах. Эти знания могут стать основой для разработки новых типов электроники, а также технологий управляемого термоядерного синтеза, где крайне важны сильные магнитные поля для удержания плазмы.

Карта магнитного поля поверхности Земли, составленная NASA, демонстрирует вариации интенсивности в разных регионах планеты, показывая сложную структуру геомагнитного поля. Источник изображения - Терренс Сабака, отдел геодинамики NASA GSFC.

Физики подчеркивают, что магнетизм и электричество - это два проявления единой электромагнитной силы, которая действует во всех объектах, включая камни, воду и живые организмы. В большинстве случаев магнитное поле слишком слабо для прямого наблюдения, однако в магнитных материалах оно проявляется стабильно и заметно.

Такие эксперименты не только устанавливают новые рекорды, но и расширяют наше понимание природы магнетизма. Возможность создавать поля порядка сотен тесла позволяет моделировать условия, которые иначе встречаются только в экстремальных средах, например, в недрах планет или в лабораториях термоядерного синтеза.

<< Назад: Док-станция Anker x Black Myth: Wukong Edition Prime 19.10.2025

>> Вперед: OLED-телевизор Panasonic 77Z8BA 18.10.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Стимуляция височных долей коры улучшает память 21.02.2018 Психологи из нескольких университетов США предложили новый способ электрической стимуляции височных долей коры больших полушарий мозга. Он показал себя более эффективным, чем ранее предложенные. Такая стимуляция призвана активировать воспроизведение информации, отложившейся в памяти. О том, что височная кора участвует в образовании и хранении воспоминаний, было известно довольно давно. Фактически, это выяснилось с помощью несчастного случая: американец Генри Молайсон, долгое время известный как пациент ГМ, вынужден был пойти на операцию по удалению правого и левого гиппокампов. Именно там у него располагались очаги аномальной активности клеток, вызывавшие у него мощные эпилептические припадки, не поддававшиеся лекарственной терапии. Поскольку гиппокампы находятся под височными долями коры, при их удалении повредили и их. Молайсон потерял способность запоминать новую информацию больше чем на несколько минут. Так было выявлено, что в долговременной памяти ключевую роль играют височные доли коры обоих полушарий, а также гиппокампы (это тоже парное образование). В исследовании, о котором идет речь, также принимали участие больные эпилепсией. Но у них не удаляли гиппокампы, а вместо этого вживляли электроды в височную кору, чтобы стимулировать определенные клетки мозга и таким образом предотвращать припадки. С помощью этих же электродов ученые стимулировали и латеральную часть височных долей испытуемых, когда они выполняли ряд заданий на запоминание фактов и имен. При этом у участников исследования информация действительно лучше откладывалась в памяти. Особенно хорошо этот эффект был выражен в случаях, когда стимулировали латеральную височную кору в левом полушарии. Стимуляцией височных долей коры пытались улучшить память и ранее, но при этом электроды устанавливали в ее медиальной (т.е. центральной) части, а не в латеральной (боковой). Так делали потому, что основными мозговыми структурами для запоминания считали именно медиальную височную кору и гиппокамп. Активация латеральной части височной доли левого полушария в каком-то смысле удобнее: до этого участка мозга проще добраться, чем до медиальной височной коры и гиппокампа. Новый способ стимуляции височной коры в теории способен помочь улучшить память тем, кто частично ее потерял - например, страдающим болезнью Альцгеймера и другими формами деменции.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025