velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Теслы

Вроде бы затормозить груженый локомотив на расстоянии четверть миллиона км – как раз столько отделяет нас от Луны. Магнетар, другими словами магнитная нейтронная звезда, которую именуют SGR 1806-20, – самый сильный из узнаваемых нам источников магнитного поля во Вселенной.





Пока открыто всего 10 таких звезд. Сила поля у этой звезды составляет 100 миллиардов Тл (в интернациональной системе единиц магнитное поле измеряется в теслах). Для сопоставления – у Земли всего 0,00005 Тл. Навряд ли мы когда-нибудь сделаем магнит сравнимой с магнетаром мощности. Но это не означает, что мы не пытаемся. Предпосылки, по которым ученые упрямо пробуют выстроить все более и поболее массивные магниты, варьируются от «а что будет, если?..» до реальной необходимости сделать лучше мед проекционное оборудование.


Рекорд пока принадлежит спецам из Государственной лаборатории больших магнитных полей (NHMFL), расположенной в городке Таллахасси (Флорида). В декабре 1999 года они запустили гибридный магнит. Он весит 34 т, высота его – практически 7 м, и он может сделать магнитное поле в 45 Тл, что приблизительно в миллион раз больше, чем у Земли. Этого уже довольно, чтоб характеристики обыденных электрических и магнитных материалов очень поменялись.


Этот магнит, разработанный NHMFL, представляет собой очень важную веху в строительстве МКС, считает управляющий лаборатории Джек Кроу.


Это вам не подкова


Если вы представили для себя огромную подкову, вас ожидает разочарование. Флоридский магнит (см. фото сверху) практически представляет собой два, работающие в системе. Наружный слой – это сверхохлажденный, сверхпроводящий магнит. Он наибольший из когда-либо сделанных такового рода. Его всегда охлаждают до температуры, близкой к абсолютному нулю. Употребляется для этого система со сверхтекучим гелием – единственная в США, специально предназначенная для остывания данного магнита. А в центре хитрецкой штучки заключен мощный электромагнит, другими словами очень большой резистивный магнит.


Невзирая на огромные размеры системы, построенной в NHMFL, площадка для тестов очень мала. Обычно опыты проводят над объектами размером не больше кончика карандаша. При всем этом эталон заключают в бутылочку, вроде термоса, чтоб сохранить низкую температуру.


Когда материалы подвергаются воздействию сверхвысоких магнитных полей, с ними начинают твориться очень странноватые вещи. К примеру, электроны «танцуют» на собственных орбитах. А когда напряженность магнитного поля превосходит 35 Тл, характеристики материалов становятся неопределенными. К примеру, полупроводники могут поменять характеристики туда-сюда: в один миг проводить ток, в другой – нет.


Кроу гласит, что мощность флоридского магнита в течение 5 лет будет равномерно увеличена до 47, потом 48 и в конечном счете до 50 Тл, а результаты исследовательских работ уже затмили самые смелые его ожидания: «Мы получили все, на что возлагали надежды, и еще больше. Наши коллеги сейчас побеждают нас просьбами предоставить им возможность тоже экспериментировать».


Применение в медицине


В то время как NHMFL концентрирует свои усилия на «чистых» исследовательских работах, большая часть разработок в сфере массивных магнитов продиктована необходимостью развития мед техники. Институт мозга при Институте штата Флорида утверждает, что ему принадлежит наибольший магнит из всех применяемых в томографии. Этот 24-тонный «бегемот» может найти в мозгу и позвоночнике длиннющий перечень заболеваний и недостатков. Его мощность 11,7 Тл, что в 234 тыщи раз больше, чем у Земли.


Чем посильнее магнитное поле, тем поточнее и детальнее результаты, которые можно получить при использовании технологий вроде ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Один из текущих проектов призван показать воздействие паралича и фармацевтических средств, используемых для его исцеления, на клеточки мозга. Исследование многофункционального ЯМР (фЯМР) покажет, сколько лекарства в точности потребили какие клеточки.


Технологии ЯМР и фЯМР работают так. Поначалу с помощью массивного магнитного поля ядра клеток выстраиваются в ряд, как иглы компаса. Потом наименее мощнейший магнит поворачивает ядра. При всем этом вырабатывается измеримый сигнал, который фиксируется и с помощью компов преобразуется в трехмерное изображение. Чем сильнее магниты, тем больше ядер среагируют на сигнал. В отличие от рентгеновских лучей, которые демонстрируют кости и твердые ткани, ЯМР концентрируется на тканях мягеньких.


Все расширяющееся внедрение магнитов в медицине вызывает естественный вопрос – а полезно ли это? В последние годы было много споров на тему воздействия близкорасположенных линий электропередач на людей и животных. Но изза того, что сила магнитного поля падает очень стремительно, человек, живущий в какихнибудь 15 м от полосы электропередач, получает всего два миллигаусса (мГс). Свежие исследования молвят в пользу версии, что это не оказывает никакого воздействия на человека.


С другой стороны, не найдено и полностью никакого положительного воздействия от «нательных» магнитов, которые нередко продают как универсальное средство от всех заболеваний – в том числе, артрита. Но миллионы людей по всему земному шару это не останавливает.






Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments