Физики из Университета штата Флорида создали сверхпроводящий магнит, с помощью которого можно получить магнитное поле величиной 32 тесла. Это примерно на треть больше максимальной индукции, которую могли создать сверхпроводящие магниты ранее, сообщается в пресс-релизе университета.
В сверхпроводящих магнитах магнитное поле образуется за счет электрического тока, проходящего по катушкам из сверхпроводящего материала, сопротивление которого равно нулю. Благодаря этому, в отличие электромагнитов Биттера, сверхпроводящие магниты не разогреваются и для своей работы требуют значительно меньших мощностей. Сейчас сверхпроводящие магниты активно используются в разных областях, в частности, на ускорителях элементарных частиц, в томографах и спектрометрах для ядерного магнитного резонанса или для движения поездов на магнитной подушке. Тем не менее, по максимальной индукции создаваемого магнитного поля (которая к настоящему моменту не превосходила 25 тесла), сверхпроводящие магниты значительно уступали резистивным электромагнитам.
Сотрудники Лаборатории высоких магнитных полей Университета штат Флорида смогли создать сверхпроводящий магнит, который создает магнитное поле, почти на треть превосходящее по своей величине предыдущий рекорд. 8 декабря созданный ими магнит впервые достиг поля в 32 тесла. Добиться создания такого мощного магнитного поля удалось за счет введения в структуры магнита элементов на основе высокотемпературных сверхпроводящих материалов. В предложенной конфигурации сверхпроводящего магнита внешняя часть состоит из традиционных катушек из низкотемпературного сверхпроводника, а внутренняя — из высокотемпературных сверхпроводящих магнитных катушек из YBCO (материала на основе иттрия, бария, меди и кислорода).
Физики утверждают, что с помощью магнита предложенной конфигурации удалось создать очень устойчивое и однородное поле, однако точных показателей в пресс-релизе не приводится. При этом, поскольку это первый сверхпроводящий магнит такого типа, то 32 тесла — это далеко не предельное значение магнитного поля. В будущем максимальную индукцию магнитного поля, созданного таким магнитом, можно будет поднять и выше ста тесла.
По словам директора лаборатории Грега Бебингера (Greg Boebinger), это уже третий рекорд, который удалось установить его лаборатории за последнее время. Летом прошлого года физики сделали рекордно мощный резистивный магнит, позволяющий получить магнитное поле индукцией более 41 тесла, а в ноябре 2016 года — систему из последовательно соединенных гибридных магнитов, с помощью которых можно получить однородное магнитное поле с индукцией 36 тесла.
Отметим, что дипольные сверхпроводящие магниты используются, например, на Большом адронном коллайдере. Именно инженерам из ЦЕРН принадлежал рекорд дипольных низкотемпературных сверхпроводящих магнитов на основе сплава олова и ниобия, установленный в 2015 году.
Александр Дубов
