Исследование: на Земле возможно создать магнитное поле размером с черную дыру

магнитные бури фото

Новое исследование предполагает, что ученые могут создавать на Земле магнитные поля, которые не уступают по силе тем, которые наблюдаются в черных дырах и нейтронных звездах.

Такие сильные магнитные поля, которые могут быть искусственно созданы, важны для проведения фундаментальных исследований физики, материаловедения и астрономии, говорится в новой исследовательской статье, написанной инженером Осакского университета Масакацу Мураками и его коллегами, сообщает livescience.

Статья была опубликована 6 октября в журнале с открытым доступом Scientific Reports.

Большинство магнитных полей на Земле, даже искусственных, не особенно сильны. Магнитно-резонансная томография (МРТ), используемая в больницах, как правило, производит поля около 1 тесла или 10000 гауссов. (Для сравнения, геомагнитное поле, которое поворачивает стрелки компаса на север, составляет от 0,3 до 0,5 гаусс.)

Некоторые исследовательские аппараты МРТ используют поля до 10,5 тесла , или 105000 гаусс, а лабораторный эксперимент 2018 года с использованием лазеров создал поле размером чуть более 1 килотесла. Но выше этого никто не поднялся.

Новое моделирование предполагает, что создание поля мегатесла, то есть поля в 1 миллион тесла, возможно. Мураками и его команда использовали компьютерное моделирование, чтобы обнаружить, что стрельба сверхинтенсивными лазерными импульсами в полые трубки диаметром всего несколько микрон может возбуждать электроны в стенке трубки и заставлять некоторые из них прыгать в полую полость в центре трубки, взрывая трубку.

Взаимодействие сверхгорячих электронов и вакуума, создаваемого при сжатии трубки, приводит к протеканию электрического тока. Поток электрических зарядов создает магнитное поле. В этом случае ток может усилить уже существующее магнитное поле на два-три порядка, как выяснили исследователи.

Магнитное поле мегатесла длилось недолго, исчезнув примерно через 10 наносекунд. Но этого  времени достаточно  для современных физических экспериментов, которые часто работают с частицами и условиями, исчезающими гораздо быстрее, чем в мгновение ока.

Сверхсильные магнитные поля находят множество применений в фундаментальной физике, в том числе в поисках темной материи. Сверхсильные магниты также могут удерживать плазму внутри ядерных термоядерных реакторов на меньшей площади, прокладывая путь для жизнеспособной термоядерной энергии в будущем.

Напомним, что астрономы нашли самое мощное магнитное поле во Вселенной.

Автор материала:
Александра Дзюба
ТЭГИ:
comments powered by HyperComments