पृथ्वीवरील सर्वात मजबूत चुंबक किती शक्तिशाली आहे आणि ते कशासाठी वापरले जाते?

जगातील सर्वात मजबूत चुंबकाच्या शोधात आश्चर्यकारक हिंसक समस्येचा सामना करावा लागला: ते स्फोट होत राहिले. २०१२ मध्ये लॉस अलामोस नॅशनल लॅबोरेटरीमध्ये नॅशनल हाय मॅग्नेटिक फील्ड लॅबोरेटरी (मॅग्लॅब) स्पंदित फील्ड सुविधा येथे वैज्ञानिकांच्या गटासमोर हा मुद्दा होता जेव्हा त्यांनी जगातील पहिले 100-टेस्ला पल्स चुंबक बांधले. फिरत्या चुंबकीय क्षेत्राच्या 1882 च्या शोधासाठी प्रसिद्ध शोधक निकोला टेस्ला यांच्या नावावर, टेस्लास अत्यंत शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्राची शक्ती मोजतात. संदर्भासाठी, पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र फक्त 50 मायक्रोटेस्लास आहे, जे मॅग्लॅबच्या स्पंदित चुंबकापेक्षा अंदाजे 2 दशलक्ष पट लहान आहे.

शास्त्रज्ञांनी 1000 टेस्लासच्या उत्तरेस चुंबकीय क्षेत्र तयार केले असले तरी, या मॅग्नेटची उपयुक्तता मर्यादित आहे, कारण ते जवळजवळ त्वरित स्फोट होतात. उदाहरणार्थ, 'स्फोटक' मॅग्नेटमधील चुंबकीय नाडीची लांबी केवळ ०.००7575 मिलिसेकंद टिकते, ज्यामुळे वापरण्यायोग्य वैज्ञानिक मोजमाप करणे कठीण होते. लेसर-निर्मित चुंबकीय फील्ड्स, ज्यांनी 2,800 टेस्लास पर्यंत नोंदणी केली आहे, समान मोजमाप समस्येने ग्रस्त आहे.

यामुळेच मॅग्लॅबच्या कर्तृत्वाला सुपरकंडक्टिव्हिटीचा अभ्यास करणार्‍या वैज्ञानिकांसाठी एक महत्त्वाचा यश आहे. नॉन-एक्सप्लोझिव्ह पल्स चुंबक तयार करून, मॅग्लॅब उच्च चुंबकीय वातावरणात भिन्न पदार्थ कसे वागतात याचा मागोवा घेणा for ्यांसाठी मोजण्यायोग्य परिणाम देऊ शकतात. अशा अभ्यासामध्ये आपल्या भौतिक जगाच्या क्वांटम-लेव्हल वर्तनबद्दल वैज्ञानिकांच्या समजूतदारपणा, ऊर्जा, औषध, मूलभूत भौतिकशास्त्र आणि भौतिक विज्ञान अभ्यासाचा एक महत्त्वाचा घटक बदलण्याची अफाट क्षमता आहे.

उदाहरणार्थ, 30-देशातील कन्सोर्टियम आयटरचे कार्य घ्या, ज्याने फ्यूजन एनर्जीचा अभ्यास करण्यासाठी वापरलेले साठ फूट चुंबक तयार केले. आणखी एक उदाहरण म्हणजे एमआरआय मशीन्स, अभियांत्रिकी चमत्कार जे मानवी शरीराबद्दल आपल्या समजुतीस आकार देत आहेत. लॉस अ‍ॅलामोस येथे, मॅग्लॅबचे 35-टन मॅग्नेट क्वांटम टेक्नॉलॉजीजपासून ते पॅथॉलॉजीपर्यंतचे स्वतःचे वैज्ञानिक शोध तयार करण्यात व्यस्त आहे.

मॅग्लॅबचे सुपर मॅग्नेट हे एक पराक्रम आहे. चार इलेक्ट्रिकल सर्किट्स बनलेले, चुंबक बाह्य कॉइलड चुंबकामध्ये विभागले गेले आहे ज्यात लहान आतील सेटमध्ये ठेवलेले आहे. त्यांच्या लहान बोअरच्या आकारात असूनही, घाला आणि आउटसर्टमधील बोरे अनुक्रमे 0.59 आणि 8.9 इंच आहेत आणि चुंबकीय कॉइल्सचे वजन अंदाजे 9 टन आहे. चुंबकीय क्षेत्र तयार करण्यासाठी, मॅग्लॅब या सर्किट्सद्वारे अविश्वसनीय प्रमाणात उर्जा वाढवते. बाह्य कॉइलमध्ये 1.4-गिगावॅट जनरेटर वापरला जातो-त्याच्या डेलोरियनसाठी आवश्यक असलेल्या डॉक ब्राऊनपेक्षा आणि 140 दशलक्ष एलईडी लाइटबल्बच्या उग्र उर्जा समतुल्यतेपेक्षा अंदाजे 200 मेगावॅट.

दरम्यान, अधिक शक्तिशाली अंतर्गत सर्किट, 2 मेगजोल कॅपेसिटरचा वापर करते, जे बॅटरीसारखे काहीतरी आहे जे उर्जा आश्चर्यकारकपणे द्रुतगतीने सोडते. अति तापविणे आणि प्रतिरोधक नुकसान कमी करण्यासाठी, कॉइल्स द्रव नायट्रोजन असलेल्या देवर शेतात ठेवल्या जातात. त्यास एक विशाल स्टेनलेस स्टील थर्मॉस म्हणून विचार करा जे चुंबक थंड -324.67 डिग्री फॅरेनहाइटवर ठेवते. जरी या शीतकरण प्रणालीसह, प्रत्येक नाडीमध्ये असलेल्या अफाट उर्जेचा अर्थ असा आहे की चुंबकास मागे थंड होण्यास सुमारे एक तास लागतो.

नाडी फील्ड सुविधेचे फील्ड कालावधीच्या ब्रेव्हिटीमुळे नाडी चुंबक म्हणून वर्गीकृत केले जाते. प्रत्येक नाडी तीन सेकंद टिकत असताना, चुंबक 8 मिलिसेकंदांमधील 40 ते 100 टेस्लास पर्यंतचे स्कायरॉकेट्स – एक चुंबकीय क्षेत्र हे केवळ 15 मिलीसेकंद टिकू शकते. निर्विवाद लोकांसाठी, हे केवळ क्षुल्लक वाटू शकते, परंतु 15 मिलिसेकंद मागील स्फोटक मॅग्नेटपेक्षा अंदाजे दोन हजारपट जास्त आहे, ज्यामुळे मॅग्लॅबच्या शास्त्रज्ञांच्या गटाला वापरण्यायोग्य मोजमापांची नोंद करण्यासाठी पुरेसा वेळ मिळाला आहे. आणखी एक मोठा फायदा म्हणजे मल्टी-शॉट मॅग्नेट म्हणून सुविधेची स्थिती, जे वैज्ञानिकांना एकाधिक प्रयोग करण्यास आणि पुनरावृत्ती करण्यायोग्य परिणाम शोधण्याची परवानगी देते.

मॅग्नेट्सने चुंबकीय लेव्हिटेशन बुलेट गाड्यांपासून ते एमआरआय मशीनपर्यंत असंख्य वैज्ञानिक पराक्रम केले आहेत. लॉस अलामोस येथे, कंडेन्डेड मॅटर फिजिसिस्ट सुपरकंडक्टिव्हिटी एक्सप्लोर करण्यासाठी मॅग्लॅबचे चुंबक वापरतात, ज्यात अणूमधील लहान कण चुंबकीय क्षेत्रात कसे वागतात हे तपासणे समाविष्ट आहे. प्रयोगशाळा म्हणून ते ठेवते, हे समजून घेण्याचा सर्वात सोपा मार्ग म्हणजे त्याच्या वैज्ञानिकांच्या टीमला रिव्हर्समध्ये खगोलशास्त्रज्ञ म्हणून दृश्यमान करणे: अन्यथा अव्यवस्थित कणांचे अद्वितीय गुणधर्म समजून घेण्यासाठी दुर्बिणीसारख्या स्पंदित फील्ड सुविधेचा वापर करणे. अशाप्रकारे, वैज्ञानिक विशिष्ट कणांच्या वर्तनापासून दूरच्या चंद्राच्या रचनेपर्यंत प्रत्येक गोष्ट शोधून काढण्यासाठी, कल्पित आणि सर्वात मिनिटांच्या मोजमापांवरील घटनेचा अभ्यास करण्यासाठी मेगलाबच्या मॅग्नेटचा वापर करतात.

मॅग्लॅब वैज्ञानिकांनी चुंबकीय शक्तींना नवीन सामग्री कशी प्रतिसाद दिली हे तपासण्यासाठी या सुविधेचा उपयोग केला आहे, ग्राहक वस्तूंपासून वैद्यकीय उपकरणांपर्यंत सर्व काही लहान, वेगवान, मजबूत आणि अधिक प्रभावी बनविणार्‍या क्वांटम तंत्रज्ञानाच्या विकासाच्या दिशेने एक आवश्यक पाऊल. औषधात, मॅगलाब संशोधक पल्स फील्ड सुविधेचा वापर सजीवांच्या आणि रोगांच्या वर्तन आणि संरचनेचा अभ्यास करण्यासाठी करतात, कर्करोग, न्यूरोडोजेनेरेटिव्ह रोग आणि स्ट्रोक यासारख्या आरोग्याच्या जोखमीमागील जटिल प्रक्रियेमध्ये अंतर्दृष्टी प्रदान करतात. त्यांचे कार्य सेंद्रिय आणि अजैविक पदार्थांची रासायनिक रचना ओळखण्यास मदत करते.

मॅग्लॅबमधील अलीकडील शोधांमध्ये सूर्यप्रकाशामुळे डांबरीकरणातील पाण्याचे विद्रव्य रसायने शोधणे, आर्क्टिक नद्यांच्या रासायनिक रचनेचे विश्लेषण करणे आणि चुंबकीयदृष्ट्या प्रेरित रीसायकलिंग तंत्र विकसित करणे समाविष्ट आहे. दरम्यान, खगोलशास्त्रज्ञांनी उल्का आणि दूरच्या चंद्रांची रासायनिक रचना निश्चित करण्यासाठी तंत्रज्ञानाचा वापर केला आहे. २०१२ मध्ये विक्रमी चाचणी घेतल्यापासून ही सुविधा अमेरिकेच्या वैज्ञानिक प्रयत्नांमध्ये अग्रणी आहे. तथापि, कॉंग्रेसच्या २०२26 च्या अर्थसंकल्पात निधीत% ०% कपातीचा सामना करावा लागला, मॅग्लॅबचे भविष्य शिल्लक मध्ये अनिश्चिततेने टांगलेले आहे, जसे की अमेरिकेच्या चुंबकीय संशोधनात फायदा होतो.