 |
| مغناطيس فائق التوصيل |
حافظ مغناطيس فائق التوصيل جديد لفترة قصيرة على شدة مجال مغنطيسي تسلا 45.5 مذهلة. للمقارنة ، يحتوي مغناطيس الثلاجة المتواضع على حوالي 1 بالمائة من تسلا واحد.
يعيد القياس ، الذي حققه باحثون في المختبر الوطني العالي المجال المغناطيسي (MagLab) في جامعة ولاية فلوريدا ، إعادة ضبط الشريط لما هو ممكن في الحقول المغناطيسية الحالية المباشرة ، بما يتجاوز الحد السابق بمقدار نصف تسلا.
يحتوي MagLab بالفعل على أقوى مغناطيس مستمر في العالم ، وهو عبارة عن هجين يعتمد على إقران الموصل الفائق البارد بجنون مع مغناطيس كهربائي أكثر نموذجية للعمل.
مثل هذه الظروف الباردة تتطلب بناء أنابيب صغيرة وقيمتها حوالي 35 طن. وغني عن القول ، هذه ليست قطعة معدنية بحجم النقود التي يمكنك استخدامها لالتقاط مشبك الورق.
والحق يقال ، لا يوجد إصدار أحدث خاص به ، والذي يجب تشغيله أيضًا عند درجة حرارة بضع درجات فقط فوق الصفر المطلق. ولكن لا يزال جوهر النظام الجديد أكثر إحكاما بكثير ، وهي ميزة سر نجاحها.
صغيرة بما يكفي لتناسب داخل نصف لتر الزجاج ، ويزن مجرد 390 غرام (حوالي 0.86 جنيه) ، ويشبه إلى حد ما كومة قصيرة من الأقراص المسطحة ملفوفة في شرائط معدنية رقيقة.
يتم تصنيع الشرائط من معدن يسمى أكسيد النحاس الباريوم نادر الأرض (REBCO) ، ليحل محل سبيكة قائمة على النيوبيوم المستخدمة في مغناطيسها الهجين ذي الشقيق 45T.
يمكن لكل من السبائك التي أساسها النيوبيوم في شرائط 45T و 45.5T من REBCO إجراء تيار كهربائي دون أي مقاومة تقريبًا ، مما يساعدهم على بناء حقول مغناطيسية قوية.
تتمثل إحدى المشكلات في الدوائر الفائقة التوصيل التقليدية في أنه عند تسخينها ، فإنها يمكن أن تعاني من قفزة مفاجئة في المقاومة تسمى الإخماد. أي عيب أو انحراف في طريقهم يؤدي إلى أن يصبح التوصيل أقل من السوبر ، ويقطع التدفق.
تتغلب الشرائط الرقيقة من شركة REBCO على ذلك من خلال التخلي عن العزل ، مما يتيح للتيار الجاري عبر أي قسم تغيير المسار بسرعة في حالة حدوث انقطاع.
يقول ديفيد لاربيستييه ، عالم المواد ، الذي يشرح المزيد عن تصميم المغناطيس في: "حقيقة أن لفات الملف غير معزولة عن بعضها البعض يعني أنها تستطيع مشاركة التيار بسهولة وفعالية كبيرة لتجاوز أي من هذه العقبات". مقطع أدناه.
كما تعمل شرائط الجرح المُحكمة هذه على تبديد الحرارة التي قد تتداخل مع تدفق الإلكترونات المنخفض المقاومة ، مما يسمح للمصممين بالتخلي عن أحواض الحرارة النحاسية المعتادة وتقليل السائبة بشكل أكبر.
يساعد الموصل الفائق الأشد والأكثر كفاءة هذا الابتكار في الضغط على مجال مغناطيسي أقوى.
يمكن للموصل الفائق 45T أن يخرج فقط 11.4 تسلا. عند إقرانها بمجموعة مغناطيس كهربائي "مقاوم" أكثر تنوعًا في الحديقة تنتج مجالًا يبلغ 33.6 تسلا ، وصلت إلى الحد القياسي القديم لتسجيل السجلات.
إلى جانب وجود 31.1 مغناطيسًا مقاومًا من تسلا ومغمورًا في غرفة من الهيليوم السائل ، فإن الإصدار الأحدث من "الملف الصغير الكبير" القائم على REBCO وصل إلى 14.4 تسلا ، مما أضاف إلى رقم قياسي جديد.
الإعداد الهجين القديم لا يزال رسميا أقوى مغناطيس العمل. هذه النسخة الجديدة تبدو واعدة في التجارب حتى الآن.
بالضبط كيف عالية يمكننا أن نذهب لا يزال سؤال مفتوح. يتم ضبط هذه الحدود كل بضع سنوات ، مع تفكير الباحثين في أنه يمكننا نظريًا الدخول في الأرقام الثلاثية بناءً على ما نعرفه حاليًا.
هذه الأنواع من المغناطيس لها تطبيقات في مجموعة متنوعة من المجالات ، من التشخيص الطبي إلى أبحاث فيزياء الجسيمات.
يقول المهندس سونغ يونج هان ، الذي ابتكر تصميم نحيف للمغناطيس الجديد: "نحن نفتح حقًا بابًا جديدًا".
"هذه التكنولوجيا لديها إمكانات جيدة للغاية لتغيير آفاق التطبيقات عالية المستوى بالكامل بسبب طبيعتها المدمجة."
ترجمة وتدقيق : د/أحمد الديب
المصدر
إرسال تعليق