Los investigadores de la Universidad de Tokio esperaban crear un campo magnético fuerte, pero obtuvieron mucho más de lo que estaban negociando.
A principios de este año, los investigadores de la Universidad de Tokio crearon accidentalmente el campo magnético controlable más fuerte de la historia y volaron las puertas de su laboratorio en el proceso.
Como se detalla en un artículo recientemente publicado en la Review of Scientific Instruments , los investigadores produjeron el campo magnético para probar las propiedades del material de un nuevo sistema generador. Esperaban alcanzar las intensidades de campo magnético pico de alrededor de 700 Teslas, pero la máquina en su lugar produjo un pico de 1.200 Teslas. (En aras de la comparación, un imán de refrigerador tiene aproximadamente 0.01 Tesla)
Este es el campo magnético más potente que se haya generado en un entorno controlado y cerrado, pero no es el campo magnético más potente producido en la historia. Este honor pertenece a algunos investigadores rusos que crearon un campo magnético de 2.800 Tesla en 2001.
Tanto en los experimentos japoneses como en los rusos, los campos magnéticos se generaron usando una técnica llamada compresión de flujo electromagnético. Esta técnica provoca un breve aumento en la fuerza del campo magnético al "apretarlo" rápidamente a un tamaño más pequeño. Esta técnica ha existido desde la década de 1940 , pero en los primeros días se basó en el uso de grandes cantidades de TNT para generar una explosión lo suficientemente potente como para comprimir el campo magnético. La desventaja de esta técnica es que solo se podía hacer una vez desde que la explosión destruyó el equipo. Además, era difícil reproducir y controlar la explosión.
En lugar de usar TNT para generar su campo magnético, los investigadores japoneses descargaron una cantidad masiva de energía (3.2 megajulios) en el generador para causar que un campo magnético débil producido por una pequeña bobina se comprimiera rápidamente a una velocidad de aproximadamente 20,000 millas por hora. Esto implica alimentar 4 millones de amperios de corriente a través del generador, que es varios miles de veces más que un rayo. Cuando esta bobina se comprime tan pequeña como sea posible, rebota. Esto produce una poderosa onda de choque que destruyó la bobina y gran parte del generador.
Para protegerse de la onda de choque, los investigadores japoneses construyeron una jaula de hierro para el generador. Sin embargo, solo lo construyeron para resistir alrededor de 700 Teslas, por lo que la onda de choque de los 1.200 Teslas terminó soplando la puerta hacia el gabinete.
"No esperaba que fuera tan alto", dijo Shojiro Takeyama, físico de la Universidad de Tokio, a IEEE Spectrum . "La próxima vez, haré [el recinto] más fuerte".
Según los investigadores, este experimento no solo proporciona una idea de cómo los diferentes materiales responden a campos magnéticos fuertes, sino que también puede encontrar aplicaciones en la búsqueda de producir energía de fusión. Muchos diseños líderes de reactores de fusiónrequieren la aplicación de campos magnéticos fuertes del orden de miles de Teslas durante cortos periodos de tiempo, un requisito que los investigadores dijeron que era " tentadoramente similar " a lo que habían producido.
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Después de hacer algunos ajustes en el generador y reconstruir la jaula de hierro, los investigadores planean bombear 5 megajulios de energía en el generador la próxima vez, lo que debería hacer alrededor de 1.500 Teslas.
"Hace solo 40 años, los campos magnéticos del orden de 1000 Tesla solo se informaban en sistemas extremadamente complicados y a veces poco fiables impulsados por explosivos, sin ningún nivel sofisticado de control", concluyeron los investigadores en su informe. "Por lo tanto, se puede decir sin ninguna duda, que los resultados actuales representan el comienzo de una nueva era en la búsqueda de producir y usar campos magnéticos ultrafuertes para estudios de estado sólido, así como para experimentos relacionados con la fusión de plasma".
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