China erzeugt ohne Supraleiter ein Magnetfeld, das 800.000 Mal stärker ist als das der Erde

Ein neuer Rekord wurde gebrochen. China hat gerade mit einem Widerstandsmagneten ein Magnetfeld erzeugt, das 800.000 Mal stärker ist als das der Erde.

Diese Leistung ist das Ergebnis jahrelanger harter Arbeit des Teams im Hefei-Labor, einer Pionierinstitution auf diesem Gebiet.

Am 22. September erzeugten chinesische Forscher mithilfe eines Widerstandsmagneten ein konstantes Magnetfeld von 42,02 Tesla. Das ist ein Weltrekord. Diese Technologie ist nicht nur eine technische Meisterleistung: Sie öffnet Türen zu großen Innovationen. Ein Magnetfeld davon Spannweite ermöglicht es uns, neue Phänomene in der Welt zu erforschen Gegenstandwas noch unbekannte physikalische Gesetze enthüllt.

Widerstandsmagnete, wie der für diese Aufzeichnung verwendete, zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, sehr starke Magnetfelder zu erzeugen, die weit über supraleitende Magnete hinausgehen. Die schnelle und präzise Steuerung, die sie bieten, macht sie zum Werkzeug der Wahl für Forscher.

Auch die Chinesische Akademie der Wissenschaften arbeitet über CHMFL an Hybridmagneten. Letztere kombinieren die Eigenschaften von Widerstands- und Supraleitermagneten und ermöglichen das Erreichen rekordverdächtiger magnetischer Intensitäten, wie im Jahr 2022 mit einem Feld von 45,22 Tesla.

Aber warum so viel in den Wettlauf um hohe Magnetfelder investieren? Die Antwort ist einfach: Diese experimentellen Werkzeuge sind für die Forschung in der Materialphysik, Chemie und sogar Biologie unerlässlich. Dank dieser Magnete wurden mehr als zehn mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Entdeckungen ermöglicht.

Heute sind Wissenschaftler dank dieser Felder in der Lage, Materie auf neue Weise zu manipulieren. Dies könnte zu großen technologischen Fortschritten führen, etwa in der Metallurgie oder der Entwicklung neuer Medikamente mittels Magnetresonanz.

Das ist erst der Anfang: Die Hefei-Teams planen bereits die Entwicklung noch stärkerer Magnete. Diese neuen Projekte könnten die Forschung in den Bereichen Elektronik, Supraleitung und im Kampf gegen schwere Krankheiten durchaus verändern.

Was ist ein starkes Magnetfeld und welche Arten von Magneten können es erzeugen?

Ein starkes Magnetfeld ist ein Feld, dessen Intensität die natürlicher Magnetfelder, wie beispielsweise der der Erde, bei weitem übertrifft. Es kann mehrere zehn Tesla erreichenMaßeinheit des Magnetfeldes). Diese Felder ermöglichen die Untersuchung seltener oder unzugänglicher physikalischer Phänomene unter normalen Bedingungen.

Sie werden durch verschiedene Arten von Magneten erzeugt: Resistenz-, Supraleiter- oder Hybridmagnete. Widerstandsmagnete verbrauchen große Mengen elektrischer Energie, um ein starkes Magnetfeld zu erzeugen, während Supraleiter auf extrem niedrige Temperaturen gekühlte Materialien nutzen, sodass Felder ohne Energieverlust erzeugt werden können. Hybridmagnete kombinieren diese beiden Technologien, um höhere Intensitäten zu erreichen, wie zum Beispiel die 45,22 Tesla, die 2022 ebenfalls in China produziert werden.

Wie funktioniert ein Widerstandsmagnet?

Ein Widerstandsmagnet besteht aus Spulen aus Metalldrähten, in denen a elektrischer Strom zirkuliert und erzeugt so ein Magnetfeld. Im Gegensatz zu supraleitenden Magneten werden Widerstandsmagnete durch Wasser und nicht durch flüssiges Helium gekühlt.

Die Flexibilität von Widerstandsmagneten liegt in ihrer Fähigkeit, die Stärke des Magnetfelds schnell und präzise zu steuern. Diese Eigenschaft macht es zu einem bevorzugten Werkzeug für Forschungsarbeiten, die häufige und angepasste Variationen der Magnetfelder erfordern, insbesondere in den Bereichen Materialphysik und Chemie.

Warum sind hohe Magnetfelder für wissenschaftliche Entdeckungen unerlässlich?

Hohe Magnetfelder ermöglichen es, die Eigenschaften von Materie auf beispiellose Weise zu verändern. Indem Wissenschaftler Materialien intensiven Feldern aussetzen, können sie bestimmte Verhaltensweisen beobachten, die nur unter diesen extremen Bedingungen auftreten.

Diese Bedingungen ermöglichen beispielsweise die Erforschung von Phänomenen wie der Supraleitung, bei der Materialien Strom ohne Widerstand leiten. Sie spielen auch eine Schlüsselrolle bei Entdeckungen in Chemie und Biologie und erleichtern das Verständnis komplexer molekularer Reaktionen und wesentlicher biologischer Mechanismen.

Darüber hinaus sind hohe Magnetfelder das Herzstück medizinischer Technologien wie der Kernspinresonanz (NMR), die zur Diagnose eingesetzt werden. Durch die Erhöhung der Intensität der Felder hoffen die Forscher, präzisere Bilder und molekulare Informationen zu erhalten und so Fortschritte in der Krankheitsbehandlung und die Entwicklung neuer Medikamente zu fördern.