יש רגע בכל סרט או סרט מצויר שמציג מדען מטורף כשהם מניפים מתג או מערבבים שני כימיקלים ובום, המעבדה שלהם מתפוצצת ומעשנת את החלונות והדלתות. במציאות, לפחות בעידן המודרני, פיצוצי מעבדה אינם מתייאשים. אולם ניסוי שנערך לאחרונה באלקטרומגנטיות בטוקיו ייצר את השדה המגנטי החזק ביותר שאי פעם נוצר, מדווח סמואל ק. מור בספקטרום IEEE, חזק מספיק כדי לפתוח את דלתות הפיצוץ של המעבדה.
המפץ הגדול הגיע כשחוקרים מאוניברסיטת טוקיו שאבו 3.2 מגה-חשמל חשמל לסליל שתוכנן במיוחד כדי לייצר שדה מגנטי אדיר. בעוד החוקרים קיוו שהשדה יגיע ל -700 טסלס, היחידה המשמשת למדידת צפיפות שטף מגנטי או חוזק באופן בלתי פורמלי, שדה מגנטי. במקום זאת הגיע השדה ל -1, 200 טסלס. זה חזק פי 400 ממכונת ה- MRI החזקה ביותר, המייצרת שלוש טסלות. הפיצוץ שהתקבל כופף את ארון הברזל אליו נקלע המכשיר ונפץ את דלתות המתכת.
"תכננתי את מעטפת הברזל שתעמוד כנגד 700 טון", אומר הפיזיקאי שוג'ירו טייקמה, מחבר בכיר למחקר בכתב העת Review of Scientific Instruments, למור. "לא ציפיתי שזה יהיה כל כך גבוה. בפעם הבאה אעשה את זה חזק יותר. "
למרבה המזל, החוקרים עצמם הוצבו בחדר בקרה, מוגן מפני הפיצוץ.
אז, מה עשו טייקמה ועמיתיו כדי לפטר בומים מגנטיים מאסיביים באמצע טוקיו? רפי לוצר ב- LiveScience מסביר כי המדענים רודפים שדות מגנטיים מבוקרים יותר ויותר יותר מזה כמה עשורים. Takeyama מנסה לנצח את רמת 1, 000 טסלה במשך 20 השנים האחרונות, להגיע למטרה עם המכשיר החדש הזה.
בעיקרו של דבר, האלקטרומגנט הוא סדרה של צינורות המורכבים מסליל שבתוכו סליל נחושת. כשמובילים כמויות אדירות של חשמל דרך הסלילים, הסליל הפנימי קורס על עצמו בקצב של מאץ 15, שהוא יותר מ -3 מייל לשניה. השדה המגנטי בסליל נדחס חזק יותר ומהודק עד שהוא מגיע לרמות גבוהות להפליא. ואז, בשבריר שנייה, כל העניין מתמוטט, וכתוצאה מכך הפיצוץ. עם קצת יותר הנדסה וכמה דלתות חזקות יותר, הצוות מאמין שהם יכולים לדחוף את המכשיר שלהם ל -1, 800 טסלס.
זה לא היה השדה המגנטי הגדול ביותר שנוצר אי פעם על ידי בני אדם. כמה שדות סופר-חזקים מיוצרים על ידי לייזרים, אך הם כה קטנים וקצרי מועד, עד שקשה ללמוד אותם או להשתמש בהם. Takeyama אומר ל- Letzer כי מבחינה היסטורית, חוקרים אמריקאים ורוסיים ביצעו כמה בדיקות חיצוניות רחבות היקף באמצעות חומרי נפץ גבוהים ארוזים סביב סלילים מגנטיים, והניבו שדות של עד 2, 800 טסלס. אך גם אלה אינם מושלמים.
"הם לא יכולים לערוך ניסויים אלה במעבדות מקורות, ולכן הם בדרך כלל עורכים כל דבר בחוץ, כמו סיביר בשדה או איפשהו במקום רחב מאוד בלוס אלמוס [ניו מקסיקו], " הוא אומר. "והם מנסים לבצע מדידה מדעית, אבל בגלל התנאים האלה, קשה מאוד לבצע מדידות מדויקות."
עם זאת, הכלי של הצוות יכול לשמש במסגרת מעבדה מבוקרת ומייצר שדה גדול יחסית, קצת פחות מננומטר, שהוא מספיק גדול בכדי לעשות קצת מדע אמיתי. על פי הודעה לעיתונות, המטרה היא לייצר שדה מגנטי מבוקר שיכול לשמש את הפיזיקאים. התקווה היא שניתן יהיה לשלוט היטב בשדה כך שניתן יהיה להציב חומרים בתוך השדה הזעיר, כך שחוקרים יוכלו להביא את האלקטרונים ל"גבול הקוונטים שלהם ", שבו החלקיקים כולם נמצאים במצב האדמה שלהם, וחושפים תכונות שעדיין לא הצליחו החוקרים. כדי לגלות. במקרה כזה, גדול יותר טוב יותר.
"באופן כללי, ככל שהשדה גבוה יותר, רזולוציית המדידה הופכת טובה יותר ויותר, " אומר טייקמה למור ב- IEEE.
היישום האפשרי הנוסף - ברגע שהם מוציאים את הפיצוצים מהמערכת - הוא שימוש בכורי היתוך, סוג של מכשיר המייצר אנרגיה בו פלזמה מוחזקת יציבה תוך שימוש בשדה מגנטי חזק כמו נתיכי המימן שלה, ויוצר תגובה דומה ל זה של השמש ומייצר אנרגיה נקייה כמעט בלתי מוגבלת. על פי ההודעה, החוקרים מאמינים שהם צריכים להיות מסוגלים לשלוט בשדה מגנטי של 1, 000 טסלה כדי לייצר היתוך גרעיני מתמשך.
