Geliştirilen Küçük Bir Mıknatıs, En Güçlü Manyetik Alan Rekorunu Kırdı

Dünyanın en güçlü manyetik alanı unvanı, son 20 yıldır Florida Eyalet Üniversitesi'nin Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı'nda bulunan dev bir metal çubuğa aitti. Daha önce de olduğu gibi rekor yeniden kırıldı ve bu sefer unvanı alan küçük bir mıknatıs oldu.

Nature dergisinde yayınlanan makaleye göre MagLab'da çalışan bilim insanları, elektromıknatısları çok daha kuvvetli bir şekilde üretmenin ve daha farklı amaçlarla da kullanabilmenin bir yolunu buldular.

MagLab mühendislerinden Seungyong Hahn, yeni bir kapı açtıklarını belirterek "Bu teknoloji, kompakt yapısı sayesinde yüksek (manyetik) alan uygulamaları için ufku tamamen değiştirebilecek potansiyele sahip" dedi. Araştırmacıya göre bu mıknatıs, kendi alanında elektronik alanında silikonun yaptığı etkiye benzer bir etki yaratacak.

Hahn tarafından yaratılan bu minyatür mıknatıs, 45,5 Tesla şiddetinde manyetik alan oluşturabiliyor. Hastanelerde kullanılan MRI cihazlarının ürettiği manyetik alan ise 2-3 Tesla bandında manyetik alan üretiyor. 45-T adlı eski şampiyon resmi olarak hâlâ unvanını koruyor ancak onun ürettiği alan, 45 Tesla gücünde. Yeni küçük şampiyon ise testlerde rekoru yarım Tesla geliştirmeyi başardı.

Yeni elektromıknatıs, gücünü yeni iletkenlere ve özel mıknatıs tasarımına borçlu. Süperiletkenler kullanılan 45-T, niyobyum temelli alaşımlar üzerine inşa edilmişti. Yeni ufaklığın yapımında ise daha sonra geliştirilmiş olan nadir baryum bakır oksit kullanıldı. Kısaca REBCO olarak adlandırılan bu süperiletken, nobiyum temelli bileşenlere göre iki kat daha fazla akım taşıyabiliyor. Ayrıca mıknatısta kullanılan metal, kağıt inceliğinde ve bant şeklindeydi.

Son olarak da Hahn, mıknatıstan izolasyon katmanını kaldırdı. Böylece izolasyonda yaşanacak sorunlar nedeniyle ortaya çıkabilen aksaklıklar da önlenmiş oldu. Üstelik böylece süperiletkende çok daha az bakır kullanılması sağlandı.

Yasal düzenlemeler nedeniyle 12 mm genişliğinde üretilen REBCO, 4 mm uzunluğunda kesildi. Çok hassas olan bu maddenin hasar görmesine engel olacak bir yol bulan araştırmacılar, tasarımlarıyla bu sorunu aştı.

Projede çalışan bilim insanları, bu süperiletkenin en önemli sorununun homojen olmaması olduğunu belirtirken bu mücadeleye hazır olduklarının da altını çizdiler. Şimdi, bu yeni materyal ve yeni mıknatıs modelinin kullanımı, üretimi ve performansı konusunda daha fazla araştırma yapılacak. Mıknatısı aşağıdaki videoda görebilirsiniz.