خب بچه‌ها یه خبر حسابی داغ و جالب دارم براتون! دانشمندای چینی تونستن یه رکورد بین‌المللی جدید توی تکنولوژی ابررساناها (ابررسانا یعنی موادی که وقتی دماشون خیلی پایین باشه، تقریباً مقاومت الکتریکی ندارن، پس برق توشون بدون تلفات رد میشه) بزنن. چی کار کردن؟ تونستن با استفاده از یه آهنربای تماماً ابررسانا یه میدان مغناطیسی ثابت با قدرت ۳۵۱ هزار گاوس تولید کنن! به نظرم عدد عظیمی به نظر میاد! اما بذار راحت‌تر برات توضیح بدم:
برای مقایسه، خود زمین نقش یه آهنربای غول‌پیکر رو بازی می‌کنه، ولی قدرتش فقط حدود نیم گاوسه! یعنی این رکورد جدید بیشتر از ۷۰۰ هزار برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی طبیعیه زمین خودمونه! باور نکردنیه، نه؟
حالا این پروژه توسط موسسه فیزیک پلاسمای آکادمی علوم چین توی شهر هفی انجام شده و چندتا مرکز خفن مثل مرکز بین‌المللی ابررسانایی هفی و دانشگاه تسینگهوا هم کمکشون کردن.
اهمیت این موفقیت چیه؟ خب، اولاً باعث میشه تجهیزات علمی پیشرفته‌ای مثل اسپکترومترهای تشدید مغناطیسی هسته‌ای (NMR) خیلی سریع‌تر وارد بازار بشن. این دستگاه‌ها زیاد توی تصویربرداری پزشکی و شیمی کاربرد دارن. NMR یعنی دستگاهی که از میدان مغناطیسی قوی برای نگاه کردن به ساختار ملکولی مواد استفاده می‌کنه.
از اون طرف، این آهنربای قوی یه عالمه کاربرد تو حوزه‌های پیشرفته دیگه هم داره: مثلا توی سیستم‌های همجوشی مغناطیسی (همجوشی یعنی گرفتن انرژی از ادغام هسته‌های اتم، کاری که خورشید توی خودش انجام میده)، یا پیشران‌های الکترومغناطیسی فضایی (موتورهایی که با میدان مغناطیسی قوی کار می‌کنن، برای فضاپیماها)، گرمادهی القایی ابررسانا (سیستمی برای انتقال حرارت با میدان قوی)، فناوری قطارهای معلق مغناطیسی (که قطار اصلاً روی ریل نیست و شناوره!) و حتی انتقال برق با راندمان بالا و تلفات خیلی خیلی کم.
بیاین یه کم فنی‌تر بشیم! لو فنگ، یکی از پژوهشگرای این پروژه، توضیح داده که این آهنربا با استفاده از تکنولوژی کلاف ابررسانای دمای بالا ساخته شده و کنار آهنرباهای دمای پایین دیگه هم لایه‌ای قرارش دادن (منظور از کلاف همون سیم‌پیچه که دور هم پیچیده میشه). این ترکیب باعث میشه آهنربا حتی تو شرایط خیلی خشن (دمای پایین و میدان قوی)، پایدار و قابل اعتماد بمونه.
ولی خب، همه چی گل و بلبل نبوده! کلی چالش مهندسی داشتن، مثلاً:
- تمرکز تنش (جایی که فشار یا نیرو جمع میشه و می‌تونه به سیم‌ها آسیب بزنه)
- اثرات جریان محافظ (جریان‌هایی که تو ابررسانا ایجاد میشن و روی میدان مغناطیسی اثر می‌ذارن)
- اثرات جفت شدن چند میدان مختلف تو دمای پایین و میدان بالا
با غلبه به اینا، تونستن هم پایداری مکانیکی و هم عملکرد الکترومغناطیسی رو خیلی بهتر کنن. تو آزمایش نهایی، این آهنربا رو تا ۳۵.۱ تسلا روشن نگه داشتن و سی دقیقه بدون مشکل کار کرد (تسلا یه واحد دیگه برای قدرت میدان مغناطیسیه؛ هر تسلا ۱۰ هزار گاوسه، یعنی این دستگاه ۳۵۱ هزار گاوس یا ۳۵.۱ تسلا قدرت داشته!). بعدش هم بی‌خطر خاموشش کردن تا نشون بدن سیستم واقعاً قابل اتکاست و تو مدت طولانی خوب کار می‌کنه.
بذار کاربرد هاشو هم یکم بازتر توضیح بدم: ابررساناهای مغناطیسی برای دستگاه‌های همجوشی مغناطیسی حکم قلب رو دارن. این دستگاه‌ها با میدان مغناطیسی خیلی نیرومند، پلاسمای داغ (پلاسما یعنی گاز یونیزه‌ای که هسته اتم‌ها داخلش حرکت می‌کنن) رو به دام میندازن و باعث میشن واکنش هسته‌ای (شبیه خورشید) به صورت کنترل‌شده رو زمین انجام بشه. چین تو این حوزه حسابی فعاله، تا جایی که تقریباً همه تجهیزات ابررسانای لازم تو کشور خودشون تولید و بومی‌سازی شده و نیاز به واردات ندارن.
همچنین چین نقش حیاتی تو «پروژه ITER» داره. این همون بزرگترین پروژه همجوشی هسته‌ای دنیاست که کشورهای زیادی دارن روش کار می‌کنن تا یه «خورشید مصنوعی» بسازن! چین تامین برخی اجزای حیاتی پروژه، مثل ابررساناها، سیم‌پیچی‌های اصلاح‌کننده میدان و مارپیچ‌های تغذیه آهنربا رو به عهده گرفته.
خلاصه این رکورد جدید نه تنها جایگاه چین تو تحقیقات بین‌المللی همجوشی اتمی رو محکم‌تر می‌کنه، بلکه راه رو برای ساخت نسل جدیدی از ابزارها و تکنولوژی‌های علمی هم باز می‌کنه. دنیای آینده با چنین آهنرباهای قوی می‌تونه کلی وسایل و کارهای عجیب غریب رو ممکن کنه!
پس دفعه بعدی که شنیدی از ابررسانا یا میدان مغناطیسی حرف می‌زنن، یادت باشه چین تونسته چیزی بسازه که ۷۰۰ هزار برابر قوی‌تر از مغناطیس زمین خودمونه — فکر کن چه کارای هیجان‌انگیزی باهاش میشه کرد!
منبع: +
