Κίνα: Μαγνήτης 35,6 tesla αλλάζει τα όρια της σύγχρονης επιστήμης

Η Κίνα έκανε ένα αποφασιστικό άλμα στην επιστήμη των ακραίων μαγνητικών πεδίων, κατασκευάζοντας έναν υπεραγώγιμο μαγνήτη που έφτασε τα 35,6 tesla, ισχύ δηλαδή πάνω από 700.000 φορές μεγαλύτερη από το μαγνητικό πεδίο της Γης. Το επίτευγμα, που ανακοινώθηκε επίσημα από την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, θεωρείται παγκόσμια πρωτιά για αυτή την κατηγορία ερευνητικού εξοπλισμού και ανοίγει νέους ορίζοντες στην επιστήμη υψηλού πεδίου.

Το ρεκόρ σημειώθηκε σε εθνική πειραματική εγκατάσταση στο Πεκίνο και έρχεται να επιβεβαιώσει ότι η Κίνα έχει πλέον κατακτήσει μια θέση στην πρώτη γραμμή της τεχνολογίας υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας, σε έναν τομέα που μέχρι πρόσφατα κυριαρχούσαν λίγα, εξειδικευμένα εργαστήρια διεθνώς.

Ένα επίτευγμα που ξεπερνά τα όρια των εργαστηρίων

Το πείραμα πραγματοποιήθηκε στο Synergetic Extreme Condition User Facility, μια προηγμένη ερευνητική πλατφόρμα σχεδιασμένη για να φιλοξενεί επιστήμονες από την Κίνα αλλά και από το εξωτερικό. Εκεί, ο νέος μαγνήτης απέδωσε σταθερό κεντρικό μαγνητικό πεδίο 35,6 tesla, ξεπερνώντας όλα τα προηγούμενα πλήρως υπεραγώγιμα συστήματα που είναι διαθέσιμα σε χρήστες για πειράματα.

Για να γίνει αντιληπτή η κλίμακα του επιτεύγματος, αρκεί να σημειωθεί ότι ένα σύγχρονο μηχάνημα μαγνητικής τομογραφίας σε νοσοκομείο λειτουργεί συνήθως μεταξύ 1,5 και 3 tesla. Ο νέος μαγνήτης της Κίνας είναι 12 έως 24 φορές ισχυρότερος, προσφέροντας πρόσβαση σε συνθήκες που μέχρι σήμερα ήταν σχεδόν αδύνατο να αναπαραχθούν.

Μαγνήτης σχεδιασμένος για ανοιχτή έρευνα

Σε αντίθεση με πειραματικά ή προσωρινά συστήματα, ο συγκεκριμένος μαγνήτης είναι ένα πλήρως υπεραγώγιμο σύστημα χρήστη, σχεδιασμένο εξαρχής για συνεχή λειτουργία και επιστημονική αξιοποίηση. Διαθέτει χρησιμοποιήσιμη οπή διαμέτρου 35 χιλιοστών, επιτρέποντας στους ερευνητές να τοποθετούν δείγματα και όργανα απευθείας στο εσωτερικό του μαγνητικού πεδίου.

Η χρήση αποκλειστικά υπεραγώγιμων υλικών σημαίνει ότι το σύστημα μπορεί να παράγει εξαιρετικά ισχυρά και σταθερά πεδία με ελάχιστες ενεργειακές απώλειες. Αυτό είναι κρίσιμο για πειράματα μεγάλης διάρκειας, όπου η σταθερότητα του πεδίου είναι εξίσου σημαντική με την ισχύ του.

Σύμφωνα με την Ακαδημία, ο μαγνήτης έχει ήδη ανοίξει για εγχώριους και διεθνείς χρήστες και προορίζεται να υποστηρίξει πρωτοποριακή έρευνα στην επιστήμη των υλικών, τις βιοεπιστήμες και τη φυσική συμπυκνωμένης ύλης.

Συλλογική μηχανική προσπάθεια

Η ανάπτυξη του μαγνήτη δεν ήταν έργο ενός μόνο εργαστηρίου. Το Ινστιτούτο Ηλεκτρολογίας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών ηγήθηκε του σχεδιασμού, της κατασκευής και της ενσωμάτωσης του συστήματος, ενώ το Ινστιτούτο Φυσικής επικεντρώθηκε στις τεχνικές προκλήσεις που σχετίζονται με την παρακολούθηση της «υγείας» του μαγνήτη και την ακριβή μέτρηση των υπεραγώγιμων εξαρτημάτων υψηλής θερμοκρασίας.

Οι πρώτες εκδόσεις του συστήματος, το 2023, είχαν επιτύχει χαμηλότερα επίπεδα απόδοσης. Από τότε, οι ερευνητές προχώρησαν σε αναβαθμίσεις υλικών, βελτιστοποίηση του δομικού σχεδιασμού και τελειοποίηση των διαδικασιών κατασκευής. Το αποτέλεσμα ήταν η σημαντική αύξηση της μαγνητικής ισχύος χωρίς να μειωθεί το μέγεθος της οπής, μια απαραίτητη προϋπόθεση για πειράματα χρηστών.

Σταθερότητα που αλλάζει τα δεδομένα

Πέρα από τη θεαματική ισχύ, η πραγματική αξία του μαγνήτη βρίσκεται στη σταθερότητα και την αξιοπιστία του. Όπως εξηγεί ο ερευνητής Luo Jianlin από το Ινστιτούτο Φυσικής, το σύστημα μπορεί να διατηρεί το μέγιστο μαγνητικό του πεδίο για περισσότερες από 200 ώρες συνεχούς λειτουργίας, ενώ μπορεί να συνδυαστεί με άλλες ακραίες συνθήκες, όπως εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες και υψηλές πιέσεις.

Αυτό επιτρέπει ένα ευρύ φάσμα απαιτητικών μετρήσεων, από πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό και μελέτες ειδικής θερμότητας, έως πειράματα μαγνητοσυστολής. Με απλά λόγια, οι επιστήμονες μπορούν πλέον να παρατηρούν πώς συμπεριφέρονται τα υλικά όταν «πιέζονται» στα απόλυτα όριά τους.

Μια εθνική υποδομή με παγκόσμιες προεκτάσεις

Ο μαγνήτης εγκαταστάθηκε στην Επιστημονική Πόλη Huairou, στα περίχωρα του Πεκίνου, στο πλαίσιο μιας ολοκληρωμένης ερευνητικής υποδομής για ακραίες συνθήκες. Η εγκατάσταση, που πέρασε την εθνική αποδοχή τον Φεβρουάριο του 2025, συνδυάζει σε μία τοποθεσία ισχυρά μαγνητικά πεδία, υπερχαμηλές θερμοκρασίες, εξαιρετικά υψηλές πιέσεις και υπερταχέα οπτικά συστήματα.

Η συνύπαρξη αυτών των δυνατοτήτων επιτρέπει στους επιστήμονες να εξερευνούν τον μικροσκοπικό κόσμο της ύλης με πρωτοφανή ακρίβεια, επιταχύνοντας ανακαλύψεις που μπορούν να επηρεάσουν από την ανάπτυξη νέων υλικών και ενεργειακών συστημάτων, μέχρι ιατρικές τεχνολογίες αιχμής.

Από τα κβαντικά υλικά στην ιατρική

Τα ισχυρά μαγνητικά πεδία αποτελούν βασικό εργαλείο για τη μελέτη υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας και κβαντικών υλικών, τομέων που θεωρούνται κλειδί για τις μελλοντικές τεχνολογίες. Παράλληλα, παίζουν καθοριστικό ρόλο στην ακριβή ανάλυση βιομοριακών δομών και στην ανάπτυξη καινοτόμων ιατρικών εφαρμογών, όπως η μαγνητικά στοχευμένη θεραπεία.

Όπως σημειώνει ο Luo, τέτοιες τεχνολογίες μπορούν να συμβάλουν ουσιαστικά στη διάγνωση και θεραπεία ασθενειών, αποδεικνύοντας ότι τα οφέλη της βασικής έρευνας σε ακραία πεδία εκτείνονται πολύ πέρα από τα όρια της θεωρητικής φυσικής.

Το ρεκόρ των 35,6 tesla δεν είναι απλώς ένας αριθμός. Είναι μια ένδειξη ότι η Κίνα επενδύει συστηματικά σε υποδομές αιχμής και διεκδικεί πρωταγωνιστικό ρόλο στη διεθνή επιστημονική σκηνή, σε έναν τομέα όπου η τεχνολογία και η γνώση κινούνται στα απόλυτα όρια του εφικτού.

Πηγή: Pagenews.gr