Igas filmis või koomiksis on hetk, kus hullumeelne teadlane on, kui nad lülitavad lülitit või segavad kahte kemikaali ja poomi, nende labor plahvatab ja suits paiskab aknad ja uksed välja. Tegelikkuses on vähemalt tänapäeval labori plahvatused heidutatud. Kuid hiljutine katse Tokyos elektromagnetilisusega andis tugevaima kontrollitud magnetvälja, mis iial loodud, teatas Samuel K. Moore IEEE spektris, mis on piisavalt võimas, et laboratooriumi lõhkeuksed lahti puhuda.
Suur pauk tuli siis, kui Tokyo ülikooli teadlased pumpasid 3, 2 megadžauli elektrit spetsiaalselt selleks ette nähtud mähisesse, et tekitada massiivne magnetväli. Kuigi teadlased lootsid, et väli jõuab 700 testrini, mõõtis seade magnetvoo tihedust või mitteametlikult magnetvälja tugevust. Selle asemel ulatus põld 1200 testrini. See on umbes 400 korda tugevam kui kõige võimsam MRT-seade, mis toodab kolme tesla. Tekkinud plahvatus painutas raudkapi üles, seade suleti ja avati metalluksed.
"Ma kavandasin raudkorpuse vastupidavaks umbes 700 T-le, " räägib füüsik Shojiro Takeyama, ajakirja Review of Scientific Instruments uuringu vanem autor autor Moore. “Ma ei uskunud, et see nii kõrge on. Järgmine kord teen selle tugevamaks. ”
Õnneks suunati teadlased ise plahvatuse eest kaitstud kontrollruumi.
Mida tegid Takeyama ja tema kolleegid Tokyo keskel massiivsete magnetiliste poomide laskmisel? Rafi Letzer LiveScience'is selgitab, et teadlased on mitu aastakümmet jälginud üha suuremaid kontrollitavaid magnetvälju. Takeyama on püüdnud viimase 20 aasta jooksul ületada 1000 tesla taset, jõudes selle uue seadmega eesmärgini.
Sisuliselt on elektromagnet torude seeria, mis koosneb mähisest, mille sees on vasest sisemine mähis. Kui mähiste kaudu juhitakse tohutul hulgal elektrit, variseb sisemine mähis iseenesest kiirusega Mach 15, mis on üle 3 miili sekundis. Mähises olev magnetväli surub tihedamalt ja tihedamalt, kuni see jõuab uskumatult kõrgele tasemele. Siis, sekundi murdosa jooksul, kukub kogu asi kokku ja tulemuseks on plahvatus. Veidi tehnilisema ja mõne tugevama uksega usub meeskond, et nad võiksid oma seadme suruda 1800 teslani.
See ei olnud suurim magnetväli, mille inimesed kunagi on genereerinud. Mõnda ülitugevat välja tekitavad laserid, kuid need on nii väikesed ja lühiajalised, et neid on keeruline uurida ega kasutada. Takeyama ütleb Letzerile, et ajalooliselt on Ameerika ja Vene teadlased teinud mõned suuremahulised välikatsed, kasutades magnetiliste mähiste ümber pakitud kõrgeid lõhkeaineid, tekitades välja kuni 2800 testrit. Kuid ka need on ebatäiuslikud.
"Nad ei saa neid katseid siselaborites läbi viia, seetõttu korraldavad nad tavaliselt kõike õues, näiteks Siberis põllul või kuskil väga laias kohas Los Alamoses [New Mexico], " ütleb ta. "Ja nad proovivad teha teaduslikku mõõtmist, kuid nende tingimuste tõttu on väga raske täpseid mõõtmisi teha."
Meeskonna tööriista saab aga kasutada kontrollitud labori seadetes ja see annab suhteliselt suure välja, pisut vähem kui nanomeetri, mis on piisavalt suur, et teha reaalaineid. Pressiteate kohaselt on eesmärk toota kontrollitav magnetväli, mida füüsikud saaksid kasutada. Loodetakse, et välja saab juhtida piisavalt hästi, et materjale saaks paigutada pisikese välja sisse, et teadlased saaksid viia elektronid "kvantpiirini", milles osakesed on kõik oma olekus, paljastades omadused, mis teadlastel on veel olemas avastada. Sel juhul on parem suurem.
"Üldiselt, mida kõrgem on väli, seda paremaks muutub mõõtmise eraldusvõime, " räägib Takeyama Moore'ile IEEE-st.
Teine võimalik rakendus - kui plahvatused on süsteemist välja töötatud - on kasutamine termotuumasünteesi reaktorites - sellist tüüpi energiat tootvas seadmes, kus plasma hoitakse stabiilsena, kasutades vesiniku sulandumisel tugevat magnetvälja, luues reaktsiooni, mis sarnaneb päikese käes ja toodab peaaegu piiramatut puhast energiat. Väljaande kohaselt usuvad teadlased, et kestva tuumasünteesi saamiseks peavad nad suutma kontrollida 1000 tesla suurust magnetvälja.
