מדענים מצאו שהם מסוגלים לשחזר את השדות המגנטיים החזקים במיוחד של כוכבי נויטרונים וחורים שחורים בכדור הארץ

שדות מגנטיים משמשים כמעט בכל מקום בחיי היומיום. והחל מהמאה ה -19 (מאז גילויו של נ. טסלה), מדענים ברחבי העולם פעלו למימוש שדות מגנטיים חזקים יותר ויותר הן למחקר מעבדה והן לצרכים ביתיים.

עכשיו אספר לכם על ההזדמנות הגלויה ליצור מחדש על כדור הארץ שדות מגנטיים סופר-עוצמתיים שבעבר היו יכולים להתקיים רק בכוכבי נויטרונים ובחורים שחורים.

שדות מגנטיים ועוצמתם

על מנת להבין את מלוא העוצמה של המחקר העתידי, בואו נסתכל במהירות על התחומים הסובבים אותנו מדי יום.

כך, למשל, ערך הגיאומגנטיות הטבעית הוא 0.3-0.5 גאוס (G), ומכשיר רפואי כזה כמו MRI כולל מגנטים עם קיבולת של 1 טסלה (T = 100,000 גרם).

אובייקטים כמו רכבות ריחוף מגנטיות עתידיות וסינתיסייזרים מגנטיים דורשים שדות מגנטיים של 1 kT או 100,000,000 גאוס.

אז נכון לעכשיו, השדות המגנטיים החזקים ביותר שנצפו בתנאי מעבדה הם בסדר גודל של 1 kT.

מחקר חדש ושדות מגנטיים עוצמתיים במיוחד

נערכו לאחרונה מחקרי מעבדה שבוצעו על ידי צוות אוניברסיטת אוסקה תוך שימוש בסימולציות של מחשבי-על לגלות מנגנון חדש לחלוטין, שנקרא "קריסת צינורות מיקרו", וכתוצאה מתהליך זה נוצר שדה מגנטי מגה טסלה
(MT = 100,000,000,000 Gs).

באופן מפתיע, ערך זה גדול בשלושה סדרי גודל מהשדה שתועד אי פעם במעבדות. וערך כזה, לרגע, טבוע בחפצי חלל כמו כוכבי נויטרונים וחורים שחורים.

איך נראה תהליך קבלת שדות מגנטיים חזקים במיוחד

על מנת להשיג שדה מגנטי בעל עוצמה כזו, מתוכנן להשתמש במיוחד לייזרים שיקרינו מיקרו-צינור פלסטיק עשירית מעובי האדם שיער. כתוצאה מתהליך זה יופיעו אלקטרונים חמים, שטמפרטורתם תהיה עשרות מיליארדי מעלות.

אז האלקטרונים העל-חמים האלה, יחד עם יונים קרים, יתרחבו לחלל המיקרו-צינור במהירות קרובה למהירות האור. כך שבתהליך התרחבות זה, שדה מגנטי יפעיל את השפעתו על האובייקט. בסדר kT, שיגרום לפיתול קטן במיוחד של החלקיקים הטעונים המתפוצצים עקב פעולת הכוח לורנץ.

תהליך מערבולת זה הוא שיגרום להופעת זרמי ספין בעלי עוצמה עצומה בסדר גודל של 10,000 000 000 000 000 אמפר לסנטימטר מרובע וכך מגנט חזק במיוחד שדה.

מתי ייעשה הניסוי האמיתי

העבודה שנעשתה הראתה שמערכות לייזר מודרניות מסוגלות לממש מגנטים כה חזקים שדות בתנאי מעבדה על כדור הארץ, אך רק כאשר מבוצע ניסוי אמיתי תוך כדי לא ידוע.

אך לדברי מדענים, עבודה בכיוון זה תאפשר לבצע מחקר פריצת דרך אמיתית בתחומים רבים בבת אחת. לדוגמא, מחקר מתוכנן בתחומים כמו מדע חומרים, אלקטרודינמיקה קוונטית, אסטרופיזיקה וכו '.

ובכן, מה שהבדיקות האמיתיות עם שדות כאלה בכדור הארץ יובילו הוא ניחוש של מישהו. אני מבקש ממך להביע את דעתך בתגובות, וגם לא לשכוח מהדומה ולפרסם מחדש אם חיבבת את החומר. תודה לך על תשומת הלב!