Der stärkste Magnet der Welt

Hast du jemals mit einem Magneten gespielt? Er bringt uns dazu herumzulaufen und nach Dingen zu suchen, an denen wir ihn festsetzen können. Wir finden schnell heraus, welche Gegenstände geeignet sind und welche nicht. Magnete, mit denen wir spielen, werden aus einer Gruppe von Metallen hergestellt , die als ferromagnetische Metalle bezeichnet werden. Ferromagnetische Metalle enthalten Nickel und Eisen.

Wie funktioniert ein Magnet?

Jedes Material enthält kleine Magnetfelder, sogenannte Domänen. Einfach ausgedrückt sind diese Domänen einander nicht zugewandt. Ein starkes Magnetfeld kann jedoch die Domänen jedes ferromagnetischen Metalls anordnen. Folglich richten sie sich aus, um ein größeres und stärkeres Magnetfeld zu erzeugen. So werden die meisten Magnete hergestellt.

Ein Elektromagnet wird mit Strom versorgt. Im Gegensatz zu einem Dauermagneten kann sich die Stärke eines Elektromagneten leicht ändern, indem die Menge des durch ihn fließenden elektrischen Stroms geändert wird. Darüber hinaus können die Pole eines Elektromagneten durch Umkehren des Stromflusses sogar umgekehrt werden.

In einem sicheren Raum in Tokio gibt es einen Elektromagneten, der die Türen des Raumes beim letzten Einschalten aufgebrochen hat. Wissenschaftler messen die magnetische Intensität in Einheiten namens Teslas. Diese Maschine hat mti 1200 Teslas das stärkste Magnetfeld erzeugt, das jemals auf der Erde aufgezeichnet wurde.

Warum Tausende von Tesla-Einheiten produzieren?

Warum wollen die Japaner ein Magnetfeld von über 1000 Tesla-Einheiten erzeugen? Wissenschaftler wollen die verborgenen physikalischen Eigenschaften von Elektronen untersuchen, die unter normalen Umständen unsichtbar sind. Wie produzieren sie den Strom, der zur Durchführung des Tests benötigt wird?

„Die Wissenschaftler pumpen Megajoule Energie in eine kleine, präzise konstruierte, elektromagnetische Spulen, deren Innenfutter bei Mach 15 in sich selbst zusammenfällt – das sind mehr als 5 Kilometer pro Sekunde. Während des Zusammenbruchs wird das Magnetfeld in einem immer engeren Raum zusammengedrückt, bis seine Kraft bei einem bei herkömmlichen Magneten unvorstellbaren Tesla-Wert ihren Höhepunkt erreicht. Sekundenbruchteile später kollabiert die Spule vollständig und zerstört sich selbst.“ (Shojiro Takeyama, Hauptautor)

Falls Takeyama und sein Team ihr Ziel erreichen, können sie fusionsbetriebene Generatoren herstellen. Extrem starke Magnetfelder sind auch in der Fusionstechnik einsetzbar. Bei der Konstruktion besteht jedoch ein Problem. Sobald sie den Magneten benutzen, zerstört er sich innerhalb von Momenten seiner Entstehung. Folglich benötigt das Forscherteam zwei bis fünf Monate, um eine neue Spule zu bauen. Die Maschine um die Spule bleibt intakt.

Takeyama sagte, dass der Vorteil seines Magnetfelds darin besteht, dass es relativ robust ist, verglichen mit Magnetfeldern, die von Lasern oder Sprengkörpern erzeugt werden. Diese Tests müssen im Freien durchgeführt werden. In diesem Fall ist es groß genug, um eine beträchtliche Menge an Material aufzunehmen, erfordert jedoch keinen Sprengstoff.

Fusion für die Raumfahrt

Fusion ist die dominierende Energiequelle für Sterne im Universum. Es ist auch eine potenzielle Energiequelle auf der Erde. Wenn es zu einer absichtlich unkontrollierten Kettenreaktion kommt, treibt es die Wasserstoffbombe an. Fusion wird auch als eine Möglichkeit angesehen, um Raumschiffe im Weltraum anzutreiben. Mit weiteren erfolgreichen Forschungen könnte das japanische Team eines Tages Antworten darauf finden, wie man zukünftig Treibstoff für die Raumfahrt liefern kann.