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Supraleitermagnet zerschmettert Intensitätsrekord

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Ein supraleitender Magnet hat gerade einen neuen Rekord für das stärkste Magnetfeld aufgestellt, das jemals aufgezeichnet wurde. Der Magnet zeichnete a 45,5-Tesla Magnetfeldstärke. Ihr Souvenir-Kühlschrankmagnet enthält etwa 1% eines einzelnen Tesla. Der Rekord wurde im National High Magnetic Field Laboratory (MagLab) der Florida State University gebrochen.

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Das Ereignis markiert eine mögliche neue Richtung für Gleichstrommagnetfelder. Der vorherige Rekord wurde von einem halben Tesla gekrönt. Der Rekordmagnet ist kleiner als ein großes Glas und sieht aus wie ein kurzer Stapel flacher Scheiben, die in dünne Metallstreifen eingewickelt sind. Es wiegt nur 390 Gramm.

"Dies ist in der Tat ein Meilenstein für die Miniaturisierung, der möglicherweise für Magnete das bewirken könnte, was Silizium für die Elektronik getan hat", sagte er. "Diese kreative Technologie könnte zu kleinen Magneten führen, die an Orten wie Partikeldetektoren, Kernfusionsreaktoren und Diagnosewerkzeugen in der Medizin große Arbeit leisten", sagte Greg Boebinger, Direktor des National MagLab.

Magnete einfrieren

Damit der Magnet die optimale Intensität erreicht, muss er nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt gehalten werden. Seine Streifen bestehen aus einem Seltenerd-Bariumkupferoxid (REBCO). Die Größe der Magnete ist eine massive Weiterentwicklung des stärksten Magneten von MagLab, der aus einem superkalten kalten Supraleiter mit einem typischeren Elektromagneten besteht.

Das ganze Setup wiegt mehr als 35 Tonnen. Der massive und leistungsstarke Magnet verwendet eine Legierung auf Niobbasis anstelle von REBCO. Der neue Magnet-Sellerie umgeht ein altes wiederkehrendes Problem herkömmlicher supraleitender Schaltungen; Wenn sich diese Schaltkreise erwärmen, können sie unter einem plötzlichen Widerstandssprung leiden, der als Quench bezeichnet wird.

Keine Isolierung!

In diesen Fällen unterbricht jeder Fehler, der die Leitung unter Super senkt, den Fluss. Um dies zu vermeiden, hat der REPCO keine Isolierung, sodass der durch ihn fließende Strom ohne Unterbrechung zu einem anderen Abschnitt springen kann. "Die Tatsache, dass die Windungen der Spule nicht voneinander isoliert sind, bedeutet, dass sie den Strom sehr einfach und effektiv teilen können, um eines dieser Hindernisse zu umgehen", erklärt der Materialwissenschaftler David Larbalestier mehr über das Design des Magneten in der kurzes Video unten:

Die dicht gewickelten Spulen tragen auch dazu bei, die Wärme abzuleiten, die den Elektronenfluss stören kann. Dieses clevere Design führt zu einem engen und effizienten Supraleiter, der unglaublich starke Magnetfelder erzeugen kann. Der neue Magnet ist noch ein funktionierendes Modell und kann nur für kurze Zeit sein Rekordniveau erreichen.

Aber es wird die Basis für zukünftige Designs von leistungsstarken Magneten bilden. Diese Arten von Magneten finden breite Anwendung in der Forschung von der medizinischen Diagnostik bis zur Teilchenphysik. "Wir öffnen wirklich eine neue Tür", sagt Ingenieur Seungyong Hahn, der sich das schlanke Design des neuen Magneten ausgedacht hat. "Diese Technologie hat aufgrund ihrer Kompaktheit ein sehr gutes Potenzial, den Horizont von Hochfeldanwendungen vollständig zu verändern."


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