Nam châm điện trở mạnh nhất thế giới tại Trung Quốc. Ảnh: HFIPS
Nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Từ trường Cao thuộc Viện Khoa học Vật lý Hợp Phì, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CHMFL) lập kỷ lục mới khi nam châm điện trở của họ tạo ra từ trường ổn định có cường độ 42 Tesla với nguồn cung cấp điện 32,3 MW, New Atlas hôm 25/9 đưa tin. Nhóm nghiên cứu cho biết, đột phá này đến từ việc đổi mới cấu trúc nam châm và tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Kỷ lục trước đó về nam châm điện trở mạnh nhất là 41,4 Tesla, do Phòng thí nghiệm Từ tính Cao Quốc gia Mỹ thiết lập vào năm 2017. Tuy nhiên, con số 42 Tesla vẫn kém kỷ lục nam châm lai mạnh nhất với cường độ 45,2 Tesla, cũng do CHMFL thiết lập vào năm 2022.
Nam châm được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày, từ các thiết bị như loa, đồ chơi đến thiết bị y tế cao cấp. Chúng chủ yếu gồm hai loại: nam châm vĩnh cửu và nam châm điện.
Nam châm vĩnh cửu làm bằng vật liệu sắt từ như sắt, niken, coban... Giống như tên gọi, nam châm vĩnh cửu vẫn liên tục tạo ra từ trường sau khi được từ hóa.
Trong khi đó, nam châm điện làm từ cuộn dây dẫn điện và chỉ tạo ra từ trường khi có dòng điện chạy qua. Điều này cho phép kiểm soát từ trường tốt hơn, có thể bật tắt theo ý muốn, thậm chí có thể thay đổi cường độ từ trường bằng cách thay đổi dòng điện chạy qua.
Nam châm điện có thể chia thành 3 loại là nam châm điện trở, nam châm siêu dẫn và nam châm lai. Nam châm điện trở làm từ những kim loại thông thường như đồng. Nhờ đó, chúng tương đối đơn giản, trong khi vẫn cung cấp khả năng điều khiển từ trường linh hoạt và nhanh chóng. Tuy nhiên, chúng dễ bị nhiệt độ tác động.
Nam châm siêu dẫn hiệu quả hơn vì các electron có thể đi qua vật liệu mà không gặp cản trở, nhưng loại nam châm này đòi hỏi nhiệt độ cực thấp nên phức tạp và tốn nhiều năng lượng hơn. Loại thứ ba, nam châm lai, là sự kết hợp giữa nam châm điện trở và nam châm siêu dẫn.
Nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Từ trường Cao đã dành 4 năm để cải tiến cấu trúc của nam châm điện trở và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Nam châm mới mạnh hơn có thể giúp giới khoa học tạo ra những điều kiện khó hơn để thực hiện thí nghiệm, nhờ đó tìm hiểu các hiện tượng và quy luật vật lý mới hơn. Từ trường mạnh là yếu tố quan trọng trong nghiên cứu vật liệu, đồng thời là công cụ quan trọng cho những phát hiện mới.
Thu Thảo (Theo New Atlas)