Физики получили рекордно сильное магнитное поле

Физики создали контролируемое магнитное поле с индукцией 1200 тесла, что в 400 раз больше, чем создают магниты современных медицинских томографов и примерно в 50 миллионов раз больше, чем природное поле Земли.  Такие мощные поля могут пригодиться в области исследований необычных материалов и при создании термоядерных реакторов. Результаты опубликованы в журнале Review of Scientific Instruments.

Магнитные поля определяют многие физические процессы. Несмотря на то, что человек в быту обычно не сталкивается с сильными магнитными полями напрямую, они существуют повсеместно. Например, постоянно на нас действует магнитное поле Земли, индукция которого составляет примерно 3—5 ✱ 10—5 Тл. В отличие от людей, электроны в металлах на масштабе нанометра испытывают действием поля около 1000 тесла. Еще более мощные поля существуют в космосе — у нейтронных звезд ни могут достигать 108 Тл.

Существует много различных способов создать мощное магнитное поле, которое обычно связано с резким сжатием проводящего тела. Самые сильные когда-либо созданные человеком поля были получены методом сжатия при помощи взрывчатки. Такой способ можно применять только на открытых пространствах и годится он лишь для демонстрации, так как такой процесс протекает неконтролируемым образом. Абсолютный рекорд при помощи такого метода ученые поставили в 2001 году, когда смогли создать поле с индукцией 2800 тесла в объеме размером около 5 миллиметров.

В новой работе физики смогли впервые получить поле свыше 1000 тесла в условиях лаборатории, что позволяет проводить с ним эксперименты. Они использовали метод электромагнитного сжатия потока, при котором сдавливание достигается за счет электромагнитных сил, вызванных протеканием огромного тока. Максимальная индукция, которую измерили ученые, составила порядка 1200 тесла.

Такое поле, в частности, может пригодиться для исследования квантовых фаз вещества, так как подобные поля должны переводить все электроны в металлах в низшее энергетическое состояние. Также поля подобной силы нужны для того, чтобы поддерживать термоядерную реакцию с выделением энергии в реакторах некоторых конструкций.