به گزارش ایسنا به نقل از اسپیس، طبق یک مقاله تحقیقاتی جدید که توسط "ماساکاتسو موراکامی" مهندس دانشگاه اوساکا و همکارانش منتشر شده است، چنین میدان های مغناطیسی قوی که در اثر انفجار ریزلوله ها با لیزر ایجاد می شوند، برای انجام تحقیقات فیزیک پایه، علوم مواد و نجوم مهم هستند.
بیشتر میدان های مغناطیسی روی زمین (حتی نوع مصنوعی آن ها) از قدرت خاصی برخوردار نیستند. تصویرسازی تشدید مغناطیسی (MRI) که در بیمارستان ها استفاده می شود، معمولاً میدانی در حدود یک تسلا یا ۱۰ هزار گاوس تولید می کند. (برای مقایسه، میدان ژئومغناطیسی که جهت قطب نما را به سمت شمال می چرخاند بین ۰.۳ تا ۰.۵ گاوس هستند).
اکنون، شبيه سازي های جدید نشان می دهد که تولید یک میدان مگاتسلا- یعنی میدان یک میلیون تسلا- ممکن است. موراکامی و تیمش با استفاده از شبیه سازی و مدلسازی رایانه ای دریافتند که شلیک پالس های لیزر بسیار شدید در لوله های توخالی با قطر چند میکرون میتواند به الکترون های دیواره لوله انرژی دهد و باعث چند جهشی به داخل حفره توخالی در مرکز لوله و انفجار آن شود.
فعل و انفعالات این الکترون های بسیار داغ و خلا ایجاد شده در اثر انفجار لوله منجر به جریان جریان الکتریکی می شود. جریان بارهای الکتریکی همان چیزی است که یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. پژوهشگران متوجه شدند در این حالت، جریان الکتریکی میتواند یک میدان مغناطیسی از پیش موجود با دو تا سه مرتبه قدرت بیشتر ایجاد کند. میدان مغناطیسی مگاتسلا دوام زيادي نخواهد داشت و پس از حدود ۱۰ نانو ثانیه محو می شود ولی باز هم این زمان برای انجام آزمایش های فیزیک مدرن کافی است که اغلب با ذرات و شرایطی کار می کنند که در کم تر از یک چشم بر هم زدن از بین می روند.
موراکامی و دیگر محققان سپس از شبیه سازی ابر رایانه استفاده کردند تا تائید کنند که این میدان های مغناطیسی فوق العاده قوی برای فن آوری مدرن دردسترس هستند. آن ها محاسبه کردند که ایجاد این میدان های مغناطیسی در دنیای واقعی به یک سیستم لیزر با انرژی پالس ۰.۱ تا یک کیلوژول و قدرت کل ۱۰ تا ۱۰۰ پتاوات نیاز دارد. (پتاوات یک میلیون میلیارد وات است.) در حال حاضر لیزرهای ۱۰ پتاواتی بعنوان بخشی از برنامه زیرساخت نور شدید اروپا (European Extreme Light Infrastructure) در حال استفاده هستند و دانشمندان چینی نیز در حال ساخت یک لیزر ۱۰۰ پتاواتی به نام ایستگاه نور شدید (Station of Extreme Light) هستند که خبرش را سال ۲۰۱۸ در مجله Science اعلام کردند.
میدان های مغناطیسی فوق العاده قوی کاربردهای مختلفی در فیزیک بنیادی دارند که میتوان به جستجوی ماده تاریک (Dark matter) اشاره کرد. مجله لایو ساینس قبلا گزارش داده بود، آهن رباهای فوق العاده قوی همچنین میتوانند پلاسما را در داخل راکتورهای همجوشی هسته ای به یک منطقه کوچکتر محدود کنند و زمینه را برای انرژی همجوشی مناسب در آینده فراهم کنند.
یافته های این مطالعه در مجله "Scientific Reports" منتشر شده است.
- 14
- 5
