Nejsilnější magnet světa. Kredit: Florida State University.

Nedávno padl světový rekord kontinuálního magnetického pole. Pokořil ho přitom magnet, jehož velikost odpovídá zhruba polovině role toaletního papíru. Dosavadním držitelem titulu nejsilnějšího magnetu byl přitom po celá dvě dlouhá desetiletí mnohonásobně rozměrnější kovový gigant z laboratoří National High Magnetic Field Laboratory, čili MagLab, americké Florida State University.

Tvůrcem nového magnetického Davida, který zúčtoval s Goliášem, je Seungyong Hahn z MagLabu a jeho tým. Vědci a inženýři prestižní magnetické laboratoře vyvinuli postup, jak vyrobit a používat elektromagnety, které jsou silnější, menší a více všestranné, než kdy elektromagnety byly. Jejich výzkum v těchto dnech publikoval časopis Nature.

Seungyong Hahn uprostřed. Kredit: Florida State University.

Podle Hahna má jejich technologie slibný potenciál zcela změnit aplikace se silnými magnetickými poli, protože je oproti stávajícím zařízení prakticky kapesní. Je to zázrak miniaturizace výkonných magnetů. Díku tomuto rekordu by teď mohly vzniknout výkonné magnety, které budou malé, přímo maličké. Takové magnety nového typu by se uplatnily v urychlovačích částic, fúzních reaktorech nebo třeba v medicínských či technických diagnostických zařízeních.

Miniaturní výkonný magnet Hahnova týmu vytvoří kontinuální magnetické pole 45,5 tesla. Typický magnet soudobého zařízení pro magnetickou rezonanci v nemocnicích přitom vytváří magnetické pole s indukcí 2 nebo 3 tesla. Dosavadním držitelem rekordu byl 35-tunový behemot, kterého postavili rovněž v laboratořích MagLab. V roce 1999 vytvořil kontinuální magnetické pole 45 tesla.

National High Magnetic Field Laboratory. Kredit: UkrNole 485 / Wikimedia Commons.

V tuto chvíli je magnetická velryba, které v MagLabu láskyplně přezdívají 45-T, stále nejsilnějším fungujícím magnetem světa s trvalým provozem. Probíhá na něm špičkový výzkum fyziky materiálů. Nový rekord magnetu Hahnova týmu 45,5-T, který váží pouhých 390 gramů, čili téměř 90tisíckrát méně, nicméně ukázal, že v dohledné budoucnosti už magnety nejspíše nebudou zdaleka tak velké.

Klíčem k úspěchu nového rekordního magnetu Hahnova týmu je nový design elektromagnetu a nový typ supravodiče. Megamagnet 45-T používá supravodiče ze slitin niobu, které se využívají již velmi dlouho. Nový magnet 45,5-T obsahuje jako supravodiče nový materiál REBCO (rare earth barium copper oxide), který přináší oproti stávajícím supravodičům celou řadu výhod. Může například přenášet až dvojnásobek elektrického proudu ve srovnání se stejně velkým supravodičem ze sloučeniny niobu. 

Video:  National MagLab creates world-record magnetic field with small, compact coil

Literatura
Florida State University 12. 6. 2019, Nature online 12. 6. 2019.