El Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético, con sede en la Universidad Estatal de Florida, ha batido otro récord mundial con la prueba de un imán de 32 teslas:un 33 por ciento más fuerte que el imán superconductor más potente del mundo utilizado para la investigación y más de 3, 000 veces más fuerte que un pequeño imán de nevera. Crédito:National MagLab
El Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético, con sede en la Universidad Estatal de Florida, ha batido otro récord mundial con la prueba de un imán de 32 teslas:un 33 por ciento más fuerte que el que anteriormente había sido el imán superconductor más potente del mundo utilizado para la investigación y más de 3, 000 veces más fuerte que un pequeño imán de nevera.
El 8 de diciembre este nuevo imán alcanzó un campo magnético de 32 tesla. Tesla es una unidad de fuerza de campo magnético; un pequeño imán de nevera pesa aproximadamente 0,01 tesla.
Hecho de una combinación de superconductores convencionales de baja temperatura y nuevos superconductores de alta temperatura, el "32 T" permitirá a los físicos que estudian materiales para explorar cómo los electrones interactúan entre sí y su entorno atómico, habilitando nuevos dispositivos que darán forma a nuestro mundo.
Por décadas, el récord mundial de un imán superconductor se ha incrementado gradualmente. Este único salto es más grande que todas las mejoras realizadas en los últimos 40 años combinados.
"Este es un paso de transformación en la tecnología de imanes, una verdadera revolución en ciernes, ", dijo el director de MagLab, Greg Boebinger." Este diseño de imán de vanguardia no solo nos permitirá ofrecer nuevas técnicas experimentales aquí en el laboratorio, pero aumentará el poder de otras herramientas científicas como los rayos X y la dispersión de neutrones en todo el mundo ".
Ha sido un año extraordinario para MagLab, Boebinger señaló:El 32 T es el tercer imán récord mundial probado en los últimos 13 meses, después de un imán resistivo de 41,4 tesla probado el verano pasado y el imán híbrido conectado de la serie 36 tesla que alcanzó su campo completo en noviembre de 2016.
"Estamos en una buena racha, "Dijo Boebinger.
El nuevo imán representa un hito en la superconductividad de alta temperatura, un fenómeno que causó un tremendo revuelo en la comunidad científica cuando se descubrió por primera vez hace 31 años.
Las dos bobinas superconductoras de alta temperatura del 32 T antes de integrarse con el imán exterior de baja temperatura. Crédito:National MagLab
Los superconductores son materiales que conducen la electricidad con perfecta eficiencia (a diferencia del cobre, en el que los electrones encuentran mucha fricción). Los llamados superconductores de baja temperatura, descubierto hace un siglo, funcionan solo en ambientes extremadamente fríos y generalmente dejan de funcionar dentro de campos magnéticos superiores a aproximadamente 25 tesla. Esa restricción ha limitado la fuerza de los imanes superconductores.
Pero en 1986 los científicos descubrieron los primeros superconductores de alta temperatura, que no solo funcionan a temperaturas más cálidas, sino que, lo que es más importante para los diseñadores y científicos de imanes, también siguen trabajando en campos magnéticos muy altos.
Tres décadas después, El nuevo imán de 32 teslas es una de las primeras aplicaciones importantes que surgieron de ese descubrimiento ganador del Premio Nobel.
La intensidad de campo de 32 tesla se crea con una combinación de un o baja temperatura, imanes superconductores fabricados por el socio industrial Oxford Instruments y un material superconductor de alta temperatura llamado YBCO, compuesto de itrio, bario, cobre y oxigeno. Al asociarse con SuperPower Inc., Los científicos e ingenieros de MagLab trabajaron durante años para convertir el complicado material en un imán fiable. Como parte de ese proceso, desarrollaron nuevas técnicas para aislar, reforzando y desenergizando el sistema.
A pesar de su impacto récord, el 32 T es solo el comienzo, dijo el científico de MagLab, Huub Weijers, quien supervisó su construcción.
"Hemos abierto un nuevo reino enorme, ", Dijo Weijers." No sé cuál es ese límite, pero supera los 100 tesla. Existen los materiales necesarios. Es solo tecnología y dólares que están entre nosotros y 100 tesla ".
Como imán superconductor, el 32 T cuenta con un muy estable, campo homogéneo adecuado para experimentos sensibles. Combinando fuerza y estabilidad, ofrece a los investigadores lo mejor de ambos mundos.
"El nuevo sistema, y los imanes que seguirán, les dará a los científicos acceso a conocimientos nunca antes posibles, "dijo la física Laura Greene, el científico jefe de MagLab. “Esperamos que abra nuevos caminos en una variedad de áreas de investigación. Los físicos están especialmente entusiasmados con los avances en materia cuántica, que cuenta con materiales ultrafinos nuevos y tecnológicamente importantes, así como nuevos estados exóticos de la materia en materiales topológicos y materiales magnéticos complejos ".
Se espera que el nuevo instrumento esté disponible para que lo utilicen los científicos visitantes el próximo año. Como ocurre con todos los imanes del laboratorio, los científicos de todo el mundo pueden postularse para usarlo para explorar nueva física, química y biología relacionadas con los materiales, salud y energía.
