Не так давно группа ученых из университета Осаки, Япония, успешно продемонстрировала, что задача создания сильнейших магнитных полей, напряженность которых измеряется миллионами Тесла, вполне реализуема в лабораторных условиях на нынешнем уровне развития технологий. Магнитные поля уровня мегаТесла (МТ) в 1-10 миллиардов раз сильней, чем силы земного магнетизма.
Ранее считалось, что магнитные поля такого уровня могут наблюдаться только в непосредственной близости от таких космических объектов, как нейтронные звезды и черные дыры, и их невозможно получить на Земле никаким искусственным способом. Но результаты работы японских исследователей, которые провели сложное математическое моделирование взаимодействия материи и лазерного света, показали возможность проведения амбициозного эксперимента, подготовка к которому уже начата в настоящее время.
Начиная еще с 19-го века, ученые пытались создать самые сильные магнитные поля. В настоящее время верхней планкой силы искусственного магнитного поля является магнитное поле, силой в тысячи Тесла, килоТесла.
В 2020 году Масакатсу Мураками (Masakatsu Murakami), ученый из университета Осаки, для получения еще более сильного магнитного поля предложил совершенно новый метод, получивший название MTI (microtube implosions). Этот метод заключается в использовании крошечного, размером в микроны, полого цилиндра из специального материала, освещаемого с заданной периодичностью сверхинтенсивными и сверхкороткими импульсами лазерного света.
При взаимодействии света с материалом цилиндра вырабатываются сверхгорячие электроны, движущиеся на скорости, близкой к скорости света, которые вызывают явление цилиндрической симметричной имплозии ионов материи стенок цилиндра в направлении центральной оси. Ко всей этой системе приложено внешнее магнитной поле килоТесла-уровня, которое изгибает траектории движения ионов и электронов в противоположных направлениях за счет сил Лоренца. И в результате вокруг оси цилиндра закручивается поток ионов и электронов, формирующий сильнейший электрический ток, который производит магнитное поле уровня мегаТесла.
Не так давно ученые использовали суперкомпьютер OCTOPUS для моделирования описанного выше процесса получения магнитного поля. Перебрав массу различных комбинаций, суперкомпьютер нашел практически идеальный вариант интенсивности, энергии импульсов лазерного света, геометрических размеров цилиндра и других параметров, при котором внутри цилиндра возникнет магнитное поле мегаТесла уровня.
"Проведенное нами моделирование показало, что сверхсильные магнитные поля, которые, как считалось ранее, невозможно получить в земных условиях, вполне могут быть созданы в лабораторных условиях при помощи современных лазерных технологий" - рассказывает Масакатсу Мураками, - "Полученные нами результаты значительно облегчат проведение экспериментов, в которых будет использован петаваттный лазер "LFEX" и подготовка к которым уже ведется в настоящее время".