Zpět na články

Nejsilnější lidmi vytvořené magnetické pole explodovalo brzy po svém vzniku

Až čtyřistakrát silnější než magnetická rezonance – právě takové intenzity dosáhlo magnetické pole, které krátce vytvořil tým japonských vědců. Ačkoliv pokus neměl dlouhého trvání a skončil "ohňostrojem", dokazuje naše lepšící se schopnosti kontrolované manipulace s elektromagnetismem.

Prostředí japonského experimentu Prostředí japonského experimentu, zdroj: Shojiro Takeyama

Tým vědců pod vedením fyzika Shojiro Takeyama z Tokijské univerzity dosáhl úspěšného experimentu s využitím speciálně zkonstruované místnosti a velmi silného elektromagnetu. Samotné vygenerování pole bylo vlastně záležitostí běžné fyziky. Stejně jako každý jiný elektromagnet, i ten japonský je složen z cívky s jádrem z měkké oceli, do níž je puštěn elektrický proud.

Rozdíl je však v tom, že Takeyamův tým do cívky vpustil 3,2 megajoulu energie! Vzniklo tak magnetické pole, které mělo dle laserového měření sílu 1200 tesla, tedy jednotek magnetismu. To je i ve srovnání se silou magnetické rezonancí až čtyřistakrát více. Ještě větší sílu mělo japonské magnetické pole ve srovnání s celou naší planetou, které má intenzitu maximálně 65 mikrotesla.

Japonský elektromagnet a celkový pokus však neměly dlouhého trvání – zhruba po 100 mikrosekundách se totiž cívka zhroutila sama do sebe a pole tak zkolabovalo. Jeho efekt sebou vzal i mohutné dveře k místnosti, jinak však Tokijská univerzita pokus přečkala beze ztráty kytičky. Ba dokonce naopak – Takeyamův tým plánuje další experiment, při němž elektromagnet napumpuje až pěti megajouly. Doufá, že by se tak mohl dostat až k hranici 2000 tesla.

Ani takto silné magnetické pole nicméně není nejsilnější lidmi vytvořené – japonský experiment je však průlomový v tom, že vyžívá kontrolované (elektro)magnety. Dosavadní pokusy s nimi tak dosahovaly přinejlepším o řád slabší intenzity magnetického pole.

Již před půlstoletím však sovětští vědci s využitím chemické exploze, při níž pomocí detonace výbušnin kolem elektromagnetu "stlačili" jejich magnetické pole do sebe, dosáhli magnetického pole o síle 2800 tesla. Oproti starším rekordům má však ten japonský výhodu v tom, že by teoreticky mohl dosáhnout delšího trvání než výbušnina. Starší metody měření navíc nebyly zrovna přesné.

Bude levnější chleba?

Prakticky založení lidé se nyní nejspíše zeptají, jaký užitek bude svět z japonského elektromagnetu mít. Je třeba připustit, že na této frontě má pokus co dohánět – jeho hlavním cílem je ověřovat koncepty teoretické fyziky, jmenovitě vytvořit extrémní podmínky pro měření vlastností elektronů.

Ideou je uvnitř pole, jakmile budou o fous stabilnější, testovat vlastnosti různých materiálů a snad tak časem odhalit více o jejich chování v mimozemských podmínkách. Ačkoliv jde prozatím o čistě papírový pokus, není vyloučeno, že v budoucnosti by nám i vybuchující japonská místnost mohla otevřít nové, zatím neznámé možnosti.

Jako první na ráně se objevuje šance pro využití magnetických polí u fúzních reaktorů - vzhledem k dechberoucím teplotám o milionech stupňů Celsia musejí vnitřky fúzních reaktorů udržovat plazma daleko od stěny. Činí tak právě pomocí elektromagnetů. Každé vylepšení techniky proto může zlepšit i vyhlídky fúzní energie.

Krom toho se nabízí i možnost produkovat uvnitř magnetického pole materiály o nových vlastnostech, stejně jako šance, že studium elektronů nám odemkne informace vedoucí k novému druhu elektroniky a počítačů. V reálu však zatím nikdo nedovede odpovědět na to, k čemu by ultrasilná magnetická pole mohla vlastně sloužit.

Nicméně, za dva roky to bude 200 let, co dánský fyzik Hans Christian Ørsted odhalil vztah mezi elektřinou a magnetismem – jenom o čtyři roky později pak postavil William Sturgeon první elektromagnet světa. V éře, která čekala na svou první parní lokomotivu a byla ráda hlavně za ukončení sáhodlouhých napoleonských válek, mohly podobné badatelské experimenty působit stejně zajímavě, jako i zbytečně.

O století později však elektromagnety našly místo ve zvoncích, motorech, generátorech i kriminálních filmech, kde obří elektromagnety na vrakovištích ohrožují hlavní hrdiny. Cesta elektromagnetů praktickými aplikacemi tím neskončila - teprve v posledních dekádách se rovněž nabídlo využití magnetické rezonance v medicíně, indukčním ohřevu i částicových urychlovačích.

Dnes považujeme podobné vynálezy prakticky za samozřejmé, Ørsted a Sturgeon by však nejspíše byli překvapeni, k čemu všemu dnes jejich objev používáme. S Takeyamou tomu jednou může být nejinak.

Japonská studie byla publikována v AIP.

diskuze: 0 příspěvků, nových

Zpět na články