Ein neuer Rekord wurde aufgestellt. China hat gerade ein Magnetfeld erzeugt, das 800.000 Mal stärker ist als das der Erde, mithilfe eines resistiven Magneten.
Diese Meisterleistung ist das Ergebnis jahrelanger harter Arbeit, die von dem Team des Labors in Hefei geleistet wurde, einer Institution an der Spitze dieses Bereichs.
Der resistive Magnet mit 42,02 Tesla.
Bild CHMFL
Am 22. September erzeugten chinesische Forscher ein konstantes Magnetfeld von 42,02 Tesla mithilfe eines resistiven Magneten. Es handelt sich um einen Weltrekord. Diese Technologie ist nicht nur eine technische Meisterleistung: Sie eröffnet auch Türen zu bedeutenden Innovationen. Ein Magnetfeld dieser Größenordnung ermöglicht es, neue Phänomene in der Materie zu erforschen und bisher unbekannte physikalische Gesetze zu enthüllen.
Resistive Magnete, wie der für diesen Rekord verwendete, zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, sehr starke Magnetfelder zu erzeugen, weit über diejenigen supraleitender Magnete hinaus. Die schnelle und präzise Steuerung dieser Art von Magneten macht sie für Forscher zu einem bevorzugten Werkzeug.
Die Chinesische Akademie der Wissenschaften arbeitet über das CHMFL auch an hybriden Magneten. Diese kombinieren die Eigenschaften von resistiven und supraleitenden Magneten, was es ermöglicht, magnetische Rekordintensitäten zu erreichen, wie etwa 2022 mit einem Feld von 45,22 Tesla.
Warum wird so viel in das Rennen um höhere Magnetfelder investiert? Die Antwort ist einfach: Diese experimentellen Instrumente sind unverzichtbar für die Forschung in der Materialphysik, Chemie und sogar Biologie. Mehr als zehn Entdeckungen, die mit Nobelpreisen ausgezeichnet wurden, waren dank dieser Magnete möglich.
Neuer Weltrekord für ein stabiles Hochmagnetfeld von 42,02 Tesla durch einen resistiven Magneten.
Bild CHMFL
Dank dieser Magnetfelder können Wissenschaftler heute die Materie auf völlig neue Weise manipulieren. Dies könnte zu großen technologischen Fortschritten führen, etwa in der Metallurgie oder bei der Entwicklung neuer Medikamente durch Magnetresonanz.
Dies ist nur der Anfang: Die Teams in Hefei planen bereits, noch stärkere Magnete zu entwickeln. Diese neuen Projekte könnten die Forschung in den Bereichen Elektronik, Supraleitung und sogar bei der Bekämpfung schwerwiegender Krankheiten revolutionieren.
Was ist ein Hochmagnetfeld und welche Arten von Magneten können es erzeugen?
Ein Hochmagnetfeld ist ein Magnetfeld, dessen Intensität weit über die natürlichen Magnetfelder, wie das der Erde, hinausgeht. Es kann mehrere Dutzend Tesla (die Maßeinheit des Magnetfelds) erreichen. Solche Felder ermöglichen es, seltene oder unter normalen Bedingungen unerreichbare physikalische Phänomene zu untersuchen.
Sie werden von verschiedenen Arten von Magneten erzeugt: resistive, supraleitende oder hybride Magnete. Resistive Magnete verwenden große Mengen an elektrischer Energie, um ein starkes Magnetfeld zu erzeugen, während supraleitende Magnete Materialien nutzen, die auf extrem niedrige Temperaturen heruntergekühlt werden, um verlustfreie Magnetfelder zu erzeugen. Hybride Magnete kombinieren beide Technologien, um noch stärkere Felder zu erreichen, wie etwa das 45,22-Tesla-Feld, das ebenfalls 2022 in China erzeugt wurde.
Wie funktioniert ein resistiver Magnet?
Ein resistiver Magnet besteht aus Spulen von Metallfäden, in denen elektrischer Strom fließt und dadurch ein Magnetfeld erzeugt wird. Im Gegensatz zu supraleitenden Magneten werden resistive Magnete mit Wasser statt mit flüssigem Helium gekühlt.
Die Flexibilität resistiver Magnete liegt in ihrer Fähigkeit, die Magnetfeldstärke schnell und präzise zu steuern. Diese Eigenschaft macht sie zu einem bevorzugten Werkzeug für Forschungen, bei denen häufige und angepasste Magnetfeldvariationen erforderlich sind, insbesondere in der Materialphysik und Chemie.
Warum sind Hochmagnetfelder für wissenschaftliche Entdeckungen unerlässlich?
Hochmagnetfelder ermöglichen es, die Eigenschaften der Materie auf bisher unbekannte Weise zu verändern. Durch das Aussetzen von Materialien diesen intensiven Feldern können Wissenschaftler besondere Verhaltensweisen beobachten, die nur unter solchen extremen Bedingungen auftreten.
Solche Bedingungen erlauben es beispielsweise, Phänomene wie die Supraleitung zu erforschen, bei der Materialien Strom ohne Widerstand leiten. Sie spielen auch eine Schlüsselrolle bei chemischen und biologischen Entdeckungen, da sie das Verständnis komplexer molekularer Reaktionen und wesentlicher biologischer Mechanismen erleichtern.
Darüber hinaus sind Hochmagnetfelder ein zentraler Bestandteil medizinischer Technologien wie der Kernspinresonanz (NMR), die für Diagnosen eingesetzt wird. Durch die Erhöhung der Magnetfeldstärke hoffen Forscher, präzisere Bilder und molekulare Informationen zu erhalten, was Fortschritte bei der Behandlung von Krankheiten und der Entwicklung neuer Medikamente begünstigen könnte.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Hefei Institudes of Physical Science