จีนชนะสหรัฐฯ สร้างแม่เหล็กเสถียรและทรงพลังมากที่สุดในโลก

เมื่อปี 1999 สถาบันทดลองสนามแม่เหล็กแรงสูง (National High Magnetic Field Laboratory) ของสหรัฐอเมริกา ได้สร้างแม่เหล็กไฮบริด (Hybrid) ที่เสถียรและทรงพลังมากที่สุดในโลก แต่ว่าเมื่อ 14 สิงหาคมที่ผ่านมา สถานีศึกษาสนามแม่เหล็กแรงสูงแบบเสถียร (Steady High Magnetic Field Facility: SHMFF) ในจีน อ้างว่าสามารถสร้างแม่เหล็กไฮบริดที่แรงกว่าของสหรัฐฯ ในสภาพที่เสถียรได้ โดยเฉือนเอาชนะไป 0.22 เทสลา (T) เป็นที่เรียบร้อยแล้ว

เทสลา (Tesla: T) ในที่นี้เป็นหน่วยทางฟิสิกส์ที่ตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่นิโคลา เทสลา (Nikola Tesla) ที่นอกจากจะคิดค้นระบบไฟฟ้ากระแสสลับ เขายังคิดมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำ (Induction Motor) ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับสนามแม่เหล็ก หน่วยนี้มีความหมายถึงความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กที่วัดได้ในพื้นที่ 1 ตารางเมตร และโดยทั่วไปแม่เหล็กที่เรารู้จักกันนั้นมีค่าน้อยมาก เช่น แรงแม่เหล็กที่ติดกับประตูตู้เย็นมีค่าเพียง 0.005 เทสลา (T) หรือแม้แต่แม่เหล็กจากเครื่องเอ็มอาร์ไอ (MRI) ที่ใช้ตรวจร่างกายก็มีค่าแค่ 1.5 เทสลา (T) เท่านั้น

นักวิจัยทั่วโลกสามารถสร้างสนามแม่เหล็กแรงสูงมากได้ เช่น มหาวิทยาลัยโตเกียว (University of Tokyo) มหาวิทยาลัยที่อยู่ใน 30 อันดับแรกของโลกจากญี่ปุ่น ได้สร้างสนามแม่เหล็กเข้มข้นสูงถึง 1,200 เทสลา (T) ได้ แต่ก็ได้ช่วงระยะเวลาสั้น ๆ เพียง 100 มิลลิวินาที (millisecond) ซึ่งพอกันกับระยะเวลาที่มนุษย์กะพริบตา 1 ครั้ง 

อย่างไรก็ตาม แม่เหล็กที่แรงที่สุดซึ่งยังเสถียรเป็นระยะเวลานานกว่าระยะวินาทีนั้นมีเพียงสหรัฐฯ ที่เคยทำไว้ในปี 1999 ซึ่งลงบันทึกในกินเนสบุ๊ก ออฟ เวิลด์ เรคคอร์ดส (Guinness Book of World Records) ที่ 45 เทสลา (T) ด้วยเทคนิคแม่เหล็กไฮบริด (Hybrid Magnet) ซึ่งเป็นการสร้างสนามแม่เหล็กด้วยการใช้ตัวนำยิ่งยวด (Superconductor) พันเป็นขดลวดและให้พลังงานเพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก ผสมเข้ากันกับการปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดสารโลหะนำไฟฟ้า ซึ่งให้ความเข้มสนามแม่เหล็กที่สูงแม้ว่าจะแลกกันกับค่าไฟจำนวนมหาศาลก็ตาม

SHMFF ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองเหอเฝย์ มณฑลอานฮุย ทางตะวันออกเฉียงใต้ของจีน ได้พัฒนาแม่เหล็กไฮบริด (Hybrid Magnet) ด้วยเทคนิคคล้ายกันกับสหรัฐอเมริกามาตั้งแต่ปี 2016 ก่อนจะประสบความสำเร็จและประกาศสู่สาธารณชนเมื่อ 12 สิงหาคมที่ผ่านมา ทำสถิติอยู่ที่ 45.22 เทสลา (T) โดยสถาบันได้ปรับปรุงจาน (Disc) สำหรับสร้างสนามพลังที่เข้มข้นกว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงวัสดุที่ใช้ผลิตเป็นวัสดุสังเคราะห์ที่สร้างขึ้นมาใหม่ และวางตัวในลักษณะซ้อนทับกันเป็นวงลึก 32 มิลลิเมตร (mm) 

สถาบัน SHMFF นั้นได้ใช้งานเครื่องสร้างสนามแม่เหล็กมาแล้วกว่า 500,000 ชั่วโมง และจะยังคงทำงานต่อไปเพื่อให้นักวิจัยจาก 170 สถาบันวิจัยที่รวมถึงมหาวิทยาลัยต่าง ๆ สามารถใช้งานเพื่อการทดลองทางฟิสิกส์ที่มีประสิทธิภาพต่อไปในอนาคต

ที่มาข้อมูล New Atlas, Chinese Academy of Sciences, Wikipedia

ที่มารูปภาพ Chinese Academy of Sciences