Il National High Magnetic Field Laboratory della Florida State University ha infranto un altro record mondiale con il test di un magnete da 32 tesla, il 33% più forte di quello che era stato in precedenza il magnete superconduttore più potente del mondo utilizzato per la ricerca e più di 3, 000 volte più forte di un piccolo magnete da frigorifero.

L'8 dicembre questo nuovo magnete ha raggiunto un campo magnetico di 32 tesla. Tesla è un'unità di intensità del campo magnetico; un piccolo magnete da frigorifero è di circa 0,01 tesla.

Realizzato con una combinazione di superconduttori convenzionali a bassa temperatura e nuovi superconduttori ad alta temperatura, il "32 T" consentirà ai fisici che studiano i materiali di esplorare come gli elettroni interagiscono tra loro e il loro ambiente atomico, abilitando nuovi dispositivi che daranno forma al nostro mondo.

Per decenni, il record mondiale per un magnete superconduttore è cresciuto gradualmente. Questo singolo salto è più grande di tutti i miglioramenti fatti negli ultimi 40 anni messi insieme.

"Questo è un passo di trasformazione nella tecnologia dei magneti, una vera rivoluzione in divenire, " ha affermato il direttore di MagLab Greg Boebinger. "Non solo questo design del magnete all'avanguardia ci consentirà di offrire nuove tecniche sperimentali qui in laboratorio, ma aumenterà la potenza di altri strumenti scientifici come i raggi X e la diffusione di neutroni in tutto il mondo".

È stato un anno straordinario per il MagLab, ha osservato Boebinger:Il 32 T è il terzo magnete da record mondiale testato negli ultimi 13 mesi, a seguito di un magnete resistivo da 41,4 tesla testato la scorsa estate e del magnete ibrido connesso serie da 36 tesla che ha raggiunto il pieno campo nel novembre 2016.

"Siamo su un rullo, "Ha detto Boebinger.

Il nuovo magnete rappresenta una pietra miliare nella superconduttività ad alta temperatura, un fenomeno che ha suscitato un enorme scalpore nella comunità scientifica quando è stato scoperto per la prima volta 31 anni fa.

I superconduttori sono materiali che conducono elettricità con perfetta efficienza (a differenza del rame, in cui gli elettroni incontrano molto attrito). I cosiddetti superconduttori a bassa temperatura, scoperto un secolo fa, lavorano solo in ambienti estremamente freddi e generalmente smettono di funzionare all'interno di campi magnetici superiori a circa 25 tesla. Questo vincolo ha limitato la forza dei magneti superconduttori.

Ma nel 1986 gli scienziati scoprirono i primi superconduttori ad alta temperatura, che non solo funzionano a temperature più calde ma, cosa ancora più importante per i progettisti e gli scienziati di magneti, continuano a funzionare anche in campi magnetici molto elevati.

Tre decenni dopo, il nuovo magnete da 32 tesla è una delle prime importanti applicazioni scaturite da quella scoperta vincitrice del premio Nobel.

L'intensità di campo di 32 tesla è creata con una combinazione di un convenzionale, o a bassa temperatura, magneti superconduttori realizzati dal partner industriale Oxford Instruments e un materiale superconduttore ad alta temperatura chiamato YBCO, composto da ittrio, bario, rame e ossigeno. In collaborazione con SuperPower Inc., Gli scienziati e gli ingegneri di MagLab hanno lavorato per anni per modellare il materiale difficile in un magnete affidabile. Come parte di tale processo, hanno sviluppato nuove tecniche per isolare, rinforzando e diseccitando il sistema.

Nonostante tutto il suo impatto da record, il 32 T è solo l'inizio, ha detto lo scienziato di MagLab Huub Weijers, che ne ha curato la costruzione.

"Abbiamo aperto un nuovo enorme regno, " Weijers ha detto. "Non so quale sia questo limite, ma è oltre 100 tesla. I materiali necessari esistono. Tra noi e 100 Tesla ci sono solo tecnologia e dollari".

Come un magnete superconduttore, il 32 T dispone di un molto stabile, campo omogeneo adatto per esperimenti sensibili. Combinando forza e stabilità, offre ai ricercatori il meglio di entrambi i mondi.

"Il nuovo sistema, e i magneti che seguiranno, darà agli scienziati l'accesso a informazioni mai prima possibili, " ha detto il fisico Laura Greene, capo scienziato del MagLab. "Ci aspettiamo che apra nuovi orizzonti in una varietà di aree di ricerca. I fisici sono particolarmente entusiasti dei progressi nella materia quantistica, che presenta nuovi e tecnologicamente importanti materiali ultrasottili, così come nuovi stati esotici della materia nei materiali topologici e nei materiali magnetici complessi".

Il nuovo strumento dovrebbe essere disponibile per l'uso da parte degli scienziati in visita il prossimo anno. Come con tutti i magneti in laboratorio, scienziati di tutto il mondo possono applicare per usarlo per esplorare nuova fisica, chimica e biologia legate ai materiali, salute ed energia.