الصين تصنع أقوى مغناطيس في العالم

ضخم بحجم غرفة ومن شأنه أن يقود إلى إنجازات علمية جديدة ويمكن الاستفادة منه في رصد ظواهر مرتبطة بالفيزياء الكمومية


المغناطيس المقاوم من تطوير "معاهد هيفي للعلوم الفيزيائية" التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم ينتج مجالاً مغناطيسياً بقوة 42.02 تسلا (CHMFL)
ملخص
نجح علماء في الصين في تطوير أضخم مغناطيس في العالم وأقوى بـ 800 ألف مرة من المجال المغناطيسي للأرض، متجاوزاً الرقم القياسي السابق الذي سجلته مختبرات في فلوريدا، مما قد يؤدي إلى اكتشافات جديدة في مجالات مثل الفيزياء الكمومية والكيمياء.
نجح علماء صينيون في بناء المغناطيس الأقوى على مستوى العالم، ويتميز بأنه قادر على إنتاج مجال مغناطيسي أقوى بـ 800 ألف مرة من المجال المغناطيسي للأرض.
وفي التفاصيل أنه بعد أربعة أعوام من الجهود المستمرة استطاع فريق بحاثة من "معاهد هيفي للعلوم الفيزيائية" التابعة لـ "الأكاديمية الصينية للعلوم" الوصول إلى مستوى ثابت من المجال المغناطيسي بقوة 42.02 تسلا [الوحدة المستخدمة في قياس شدة المجال المغناطيسي] باستخدام المغناطيس المقاوم الذي طوروه.

وهكذا يكون الرقم القياسي العالمي الجديد قد تجاوز الرقم القياسي السابق ومقداره 41.4 تسلا، والذي كان سجله باحثون في "المختبر الوطني للحقل المغناطيسي العالي" في فلوريدا عام 2017.
وفي مستطاع المغناطيس الأحدث الذي حطم الأرقام القياسية أن يقود إلى إنجازات علمية غير متوقعة، من بينها مراقبة الظواهر الجديدة المرتبطة بالفيزياء الكمومية، وفق الباحثين الذين نجحوا في تطويره.
ومن شأن المغناطيس الذي ينطوي على قوة مهولة أن يساعد في الكشف عن أفكار ومعلومات جديدة في مجالات متنوعة، بدءاً من الكيمياء والفيزياء ووصولاً إلى علوم المواد والحياة، ولا سيما أن الباحثين المطورين قد وضعوه في متناول المستخدمين في مختلف الدول حول العالم.
ومعلوم أنه خلال العقود الأخيرة حصدت اكتشافات علمية عدة استخدمت مجالات مغناطيسية قوية أكثر من 10 جوائز "نوبل".
واحد من البحوث المهمة التي استفادت من المجال المغناطيسي العالي وفازت بنوبل يندرج في مجال "التحولات الطورية الكمومية" quantum phase transitions التي تساعد في تفسير تغير سلوك الإلكترونات عند حدوث تغيرات قاسية الظروف [مثل درجة الحرارة أو الضغط]، علماً أن تعميق الفهم في "التحولات الطورية الكمومية" [يساعد العلماء والباحثين في استغلال الخصائص الكمومية للإلكترونات بشكل أفضل] بغية إدخال تحسينات على أشباه الموصلات التي تستخدم في أجهزة كثيرة، بدءاً بالهواتف الذكية وليس انتهاء بالألواح الشمسية.
وتتطلب كمية الكهرباء اللازمة لإنتاج مجالات مغناطيسية تكون الأقوى على الإطلاق التغلب على أحد التحديات الرئيسة، ألا وهو كمية الحرارة الناتجة من المغناطيس.
ويحتاج المغناطيس الذي يستخدم المقاومة لإنتاج مجال مغناطيسي بقوة 42 تسلا إلى 32.3 ميغاوات من الكهرباء كي يتمكن من إنتاج هذا المجال المغناطيسي الأقوى حتى الآن، وقد جاء تصميمه بحجم غرفة صغيرة للمساعدة [من طريق توزيع الحرارة على مساحة أكبر] في منع حدوث أي ارتفاع في درجة الحرارة [من شأنه أن يؤثر سلباً في أداء المغناطيس].
العالم المتخصص في فيزياء المواد المكثفة في "جامعة كامبريدج" ألكسندر إيتون أبدى رأيه في هذا الإنجاز ولكنه لم يشارك في الاكتشاف الأخير، فقال إنه "لا بد من وجود سبب علمي واضح وقوي يبرر أو يستحق استخدام هذا الحجم من الكهرباء، فكل تسلا إضافية [كل زيادة في قوة المغناطيس] أفضل كثيراً من سابقتها"، بمعنى أنها تفضي إلى فوائد علمية وتطبيقية أهم وأكثر قيمة.