Kan megatesla magnetfelter realiseres på Jorden?

Magnetfelter bruges inden for forskellige områder af moderne fysik og teknik, med praktiske anvendelser lige fra dørklokker til maglev -tog. Siden Nikola Teslas opdagelser i det 19. århundrede, forskere har bestræbt sig på at realisere stærke magnetfelter i laboratorier til grundlæggende undersøgelser og forskellige applikationer, men den magnetiske styrke ved kendte eksempler er relativt svag. Geomagnetisme er 0,3-0,5 gauss (G) og magnetisk tomografi (MR), der bruges på hospitaler, er ca. 1 tesla (T =10 ⁴ G). Derimod, fremtidige magnetiske fusion- og maglevtog vil kræve magnetfelter på kilotesla (kT =10 ⁷ G) ordre. Til dato, de højeste magnetiske felter, der er eksperimentelt observeret, er i kT -rækkefølgen.

For nylig, forskere ved Osaka University opdagede en ny mekanisme kaldet en "mikrorør -implosion, "og demonstrerede generering af megatesla (MT =1010G) for at bestille magnetiske felter via partikelsimuleringer ved hjælp af en supercomputer. Overraskende nok dette er tre størrelsesordener højere end hvad der nogensinde er opnået i et laboratorium. Sådanne høje magnetfelter forventes kun i himmellegemer som neutronstjerner og sorte huller.

Bestråling af en lille plastik mikrorør en tiendedel tykkelsen af ​​et menneskehår med ultraintense laserpulser producerer varme elektroner med temperaturer på titalls milliarder grader. Disse varme elektroner, sammen med kolde ioner, udvide sig ind i mikrorørets hulrum ved hastigheder, der nærmer sig lysets hastighed. Forsåning med et kT-orden magnetfelt forårsager de imploderende ladede partikler uendeligt snoet på grund af Lorenz-kraft. Sådan en unik cylindrisk strømning producerer samlet set hidtil uset høje centrifugeringsstrømme på omkring 10 ¹⁵ ampere/cm ² på målaksen og følgelig genererer ultrahøje magnetiske felter på MT -ordren.

Undersøgelsen foretaget af Masakatsu Murakami og kolleger har bekræftet, at den nuværende laserteknologi kan realisere MT-ordens magnetfelter baseret på konceptet. Det nuværende koncept for generering af MT-ordens magnetfelter vil føre til banebrydende grundforskning på mange områder, herunder materialevidenskab, kvanteelektrodynamik (QED), og astrofysik, samt andre avancerede praktiske anvendelser.