Najsilnejší magnet na svete: Tesla.

Na vytvorenie ultravýkonných magnetických polí sú potrebné extrémne nízke teploty

Pohľad na kontrolné centrum experimentu z vtáčej perspektívy

Experimentálne kontrolné centrum v laboratóriu NHMFL

Doteraz bolo objavených len desať takýchto hviezd. Sila poľa tejto hviezdy je 100 miliárd Tesla (in medzinárodný systém jednotky, magnetické pole sa meria v tesle). Pre porovnanie, Zem má len 0,00005 Tesla. Je nepravdepodobné, že niekedy vytvoríme magnet porovnateľnej sily s magnetarom. To však neznamená, že to neskúšame. Dôvody, prečo vedci pokračujú v budovaní stále silnejších magnetov, siahajú od „čo ak?“ až po skutočnú potrebu zlepšiť lekárske projekčné zariadenia.

Doterajší rekord patrí špecialistom z National High Magnetic Field Laboratory (NHMFL) so sídlom v Tallahassee (Florida). V decembri 1999 spustili hybridný magnet. Váži 34 ton, je vysoký takmer 7 metrov a dokáže vytvoriť magnetické pole 45 Tesla, ktoré je asi miliónkrát silnejšie ako Zem. To už stačí na to, aby sa vlastnosti bežných elektronických a magnetických materiálov výrazne zmenili.

Tento magnet vyvinutý NHMFL predstavuje veľmi dôležitý míľnik v konštrukcii ISS, hovorí riaditeľ laboratória Jack Crow.

Toto nie je podkova pre teba

Ak ste si predstavili obrovskú podkovu, budete sklamaní. Floridský magnet (pozri fotografiu vyššie) sú v skutočnosti dva pracujúce v systéme. Vonkajšia vrstva je superchladený supravodivý magnet. Je najväčší svojho druhu, aký bol kedy vytvorený. Neustále sa ochladzuje na teplotu blízku absolútnej nule. Na tento účel sa používa systém so supratekutým héliom – jediný v USA špeciálne navrhnutý na chladenie tohto magnetu. A v strede výstroja je masívny elektromagnet, teda veľmi veľký odporový magnet.

Napriek gigantickej veľkosti systému postaveného v NHMFL je experimentálne miesto extrémne malé. Experimenty sa zvyčajne vykonávajú na predmetoch, ktoré nie sú väčšie ako hrot ceruzky. V tomto prípade sa vzorka umiestni do fľaše, podobne ako termoska, aby sa udržala nízka teplota.

Keď sú materiály vystavené ultravysokým magnetickým poliam, začnú sa s nimi diať veľmi zvláštne veci. Napríklad elektróny „tancujú“ na svojich obežných dráhach. A keď napätie magnetické pole presahuje 35 T, vlastnosti materiálov sa stávajú neistými. Napríklad polovodiče môžu meniť vlastnosti tam a späť: v jednom okamihu vedú prúd, v inom - nie.

Crowe hovorí, že sila floridského magnetu sa bude postupne zvyšovať v priebehu piatich rokov na 47, potom 48 a nakoniec 50 Tesla a výsledky výskumu už prekonali jeho najdivokejšie očakávania: „Dostali sme všetko, v čo sme dúfali, a ešte oveľa viac. Naši kolegovia nás teraz zahlcujú žiadosťami, aby sme im tiež dali príležitosť experimentovať.“

Aplikácia v medicíne

Zatiaľ čo NHMFL sústreďuje svoje úsilie na čistý výskum, veľká časť vývoja v oblasti vysokovýkonných magnetov je poháňaná potrebou vyvinúť medicínsku technológiu. Inštitút mozgu Štátnej univerzity na Floride tvrdí, že má najväčší magnet, aký sa kedy použil v tomografii. Tento 24-tonový gigant dokáže odhaliť dlhý zoznam chorôb a defektov v mozgu a chrbtici. Jeho výkon je 11,7 Tesla, čo je 234-tisíckrát viac ako má Zem.

Čím silnejšie je magnetické pole, tým presnejšie a podrobnejšie výsledky možno získať pomocou technológií, ako je jadrová energia magnetická rezonancia(NMR). Jeden aktuálny projekt má za cieľ ukázať účinky paralýzy a liekov používaných na jej liečbu na mozgové bunky. Štúdia funkčnej nukleárnej magnetickej rezonancie (fNMR) presne ukáže, koľko lieku ktoré bunky spotrebovali.

Technológie NMR a fNMR fungujú takto. Po prvé, pomocou silného magnetického poľa sa bunkové jadrá zoradia ako strelky kompasu. Menej silný magnet potom otáča jadrá. Vznikne tak merateľný signál, ktorý sa zaznamená a pomocou počítačov prevedie na trojrozmerný obraz. Čím silnejšie sú magnety, tým viac jadier bude reagovať na signál. Na rozdiel od röntgenových lúčov, ktoré zobrazujú kosti a tvrdé tkanivá, sa NMR zameriava na mäkké tkanivo.

Rastúce používanie magnetov v medicíne vyvoláva prirodzenú otázku: je to užitočné? IN posledné roky Veľa sa diskutovalo o vplyve neďalekého elektrického vedenia na ľudí a zvieratá. Ale pretože sila magnetického poľa tak rýchlo klesá, človek žijúci len 15 metrov od elektrického vedenia dostane iba dva miligaussy (mG). Nedávne štúdie podporujú verziu, že na ľudí nemá žiadny vplyv.

Na druhej strane sa nezistili absolútne žiadne pozitívne účinky „telových“ magnetov, ktoré sa často predávajú ako univerzálny liek na všetky choroby vrátane artritídy. To však nezastaví milióny ľudí na celom svete.

Vedci kedysi používali na vytvorenie magnetických zariadení rôzne materiály, vrátane aj takých exotických, ako je platina. Sila neodýmového magnetu však zostala veľmi žiadaná až do roku 1982, kedy boli objavené a aplikované úžasné vlastnosti neodýmu. Odvtedy prešlo len pár desaťročí, no už teraz môžeme povedať, že tento prvok vzácnych zemín doslova explodoval technologických procesov rôznych priemyselných odvetví. Prelom bol dosiahnutý vďaka niekoľkým výhodám zliatiny.

Charakteristika magnetických produktov

Po prvé, dnes môžeme s úplnou istotou povedať, že od celej rodiny podobné zariadenia najvýkonnejšie sú neodýmové magnety. Po druhé, fantastická priľnavosť zďaleka nie je jedinou výhodou tohto druhu produktu. Stačí sa pozrieť na ich povestnú odolnosť voči demagnetizácii. Zatiaľ čo feritové analógy v priebehu 20-30 rokov takmer úplne stratia svoje vlastnosti, neodým sa oslabí len o niekoľko percent. To znamená, že jeho životnosť je prakticky neobmedzená. Každý, kto mal to šťastie a kúpil si silné neodýmové magnety, si mohol overiť ich pôsobivé vlastnosti.

Okrem iného je sila priľnavosti magnetických výrobkov vážne ovplyvnená ich váhovými a rozmerovými parametrami. Inými slovami, čím je výrobok masívnejší, tým väčšia je sila potrebná na jeho odtrhnutie od povrchu železa. Nie každý dokáže oddeliť od oceľového plechu čo i len disk 50x30, ktorý váži menej ako pol kilogramu, pretože si to vyžiada námahu porovnateľnú so zdvihnutím 116 kg. Preto by každý, kto sa rozhodne pre kúpu veľkého neodýmového magnetu, mal pamätať na opatrenia pri manipulácii s ním. Neodymové predmety sa snažte skladovať ďalej od masívnych železných predmetov, nedávajte ich deťom a nevystavujte ich drsným mechanickým vplyvom - materiál je dosť krehký.

V katalógu na webovej stránke nájdete magnety od niekoľkých gramov až po niekoľko kilogramov a pár centov.

Magnetické búrky sa zvyčajne nepovažujú za hrozivý prírodný jav, ako sú zemetrasenia, cunami alebo tajfúny. Je pravda, že rušia rádiovú komunikáciu vo vysokých zemepisných šírkach planéty a roztancujú strelky kompasu. Teraz už tieto zásahy nie sú strašidelné. Komunikácia na veľké vzdialenosti sa čoraz viac uskutočňuje prostredníctvom satelitov a navigátori s ich pomocou určujú kurz pre lode a lietadlá.

Zdalo by sa, že vrtochy magnetického poľa už nemusia nikoho trápiť. Teraz však niektoré skutočnosti vyvolali obavy, že zmeny v magnetickom poli Zeme môžu spôsobiť katastrofy, ktoré v porovnaní s tým zblednú aj tie najhrozivejšie prírodné sily!

Jedna z týchto zmien v oblasti sa deje dnes... Odkedy nemecký matematik a fyzik Carl Gauss prvýkrát dal matematický popis magnetické pole, následné merania - viac ako 150 rokov predtým dnes— ukázať, že magnetické pole Zeme neustále slabne.

V tomto ohľade sa otázky zdajú prirodzené: zmizne magnetické pole úplne a ako to môže ohroziť pozemšťanov?

Pripomeňme si, že našu planétu neustále bombardujú kozmické častice, najmä intenzívne protóny a elektróny vyžarované Slnkom, takzvaný slnečný vietor. Okolo Zeme sa rútia priemernou rýchlosťou 400 km/s. Magnetosféra Zeme neumožňuje nabitým časticiam dostať sa na povrch planéty. Nasmeruje ich k pólom, kde vo vyšších vrstvách atmosféry rodia fantastické svetlá. Ale ak nie je magnetické pole, ak rastlina a zvieracieho sveta sa ocitne pod takýmto neustálym ohňom, môžeme predpokladať, že radiačné poškodenie organizmov bude mať najničivejší vplyv na osud celej biosféry.

Aby sme mohli posúdiť, aká skutočná je takáto hrozba, musíme si pamätať, ako vzniká magnetické pole Zeme a či v tomto mechanizme existujú nejaké nespoľahlivé prepojenia, ktoré môžu zlyhať.

Podľa moderných koncepcií sa jadro našej planéty skladá z pevnej časti a tekutého obalu. Kvapalná látka jadra, ohrievaná pevným jadrom a ochladzovaná plášťom umiestneným hore, je vťahovaná do obehu, do konvekcie, ktorá sa rozpadá na mnoho samostatných cirkulujúcich prúdov.

Rovnaký jav poznajú aj zemské oceány, keď sú hlboké zdroje tepla blízko oceánskeho dna, čo spôsobuje jeho otepľovanie. Potom vo vodnom stĺpci vznikajú vertikálne prúdy. Napríklad taký prúd v Tichom oceáne pri pobreží Peru bol dobre preštudovaný. Prenáša obrovské množstvo živín z hĺbky na hladinu vody, vďaka čomu je táto oblasť oceánu obzvlášť bohatá na ryby...

Látkou kvapalnej časti jadra je tavenina s vysokým obsahom kovov, a preto má dobrú elektrickú vodivosť. Zo školského kurzu vieme, že ak sa vodič pohybuje v magnetickom poli a križuje jeho čiary, potom je v ňom vybudená elektromotorická sila.

Slabé medziplanetárne magnetické pole by mohlo spočiatku interagovať s tokmi taveniny. Takto generovaný prúd zase vytvoril silné magnetické pole, ktoré obklopilo jadro planéty v prstencoch.

V hlbinách Zeme sa v princípe všetko deje ako v samobudiacom dyname, ktorého schematický model je bežne dostupný v každej školskej učebni fyziky. Rozdiel je v tom, že namiesto drôtov v hĺbke prúdi tekutý elektricky vodivý materiál. A zdá sa, že analógia medzi sekciami rotora dynama a konvekčnými tokmi taveniny v útrobách je celkom legitímna. Mechanizmus, ktorý vytvára magnetické pole Zeme, sa preto nazýva hydromagnetické dynamo.

Ale obraz je, samozrejme, komplikovanejší: prstencové polia, inak nazývané toroidné, nedosahujú povrch planéty. Pri interakcii s rovnakou elektricky vodivou pohybujúcou sa kvapalnou hmotou vytvárajú ďalšie, vonkajšie pole, s ktorým sa zaoberáme na povrchu Zeme.

Naša planéta s vonkajším magnetickým poľom je zvyčajne schematicky znázornená ako symetricky zmagnetizovaná guľa s dvoma pólmi. V skutočnosti vonkajšie pole nemá taký ideálny tvar. Symetria je narušená mnohými magnetickými anomáliami.

Niektoré z nich sú veľmi významné a nazývajú sa kontinentálne. Jedna taká anomália je in Východná Sibír, druhý - in Južná Amerika. Takéto anomálie vznikajú, pretože hydromagnetické dynamo v útrobách Zeme nie je „navrhnuté“ tak symetricky ako elektrické autá, postavené v továrni, kde zabezpečujú vyrovnanie rotora a statora a starostlivo vyvažujú rotory na špeciálnych strojoch, pričom zabezpečujú, že ich ťažiská (presnejšie hlavná stredová os zotrvačnosti) sa zhodujú s osou otáčania. A sila hmoty prúdi, a teplotné podmienky, od ktorých závisí rýchlosť ich pohybu, nie sú ani zďaleka rovnaké v rôznych zónach zemského vnútra, kde pôsobí prirodzené dynamo. Hlboké dynamo možno s najväčšou pravdepodobnosťou prirovnať k stroju, v ktorom majú sekcie vinutia rotora rôznu hrúbku a medzera medzi rotorom a statorom sa mení.

Anomálie menšieho rozsahu - regionálne a lokálne - sa vysvetľujú zvláštnosťami zloženia zemskej kôry - ako je napríklad kurská magnetická anomália, ktorá vznikla v dôsledku obrovských ložísk železnej rudy.

Jedným slovom, mechanizmus, ktorý generuje magnetické pole Zeme, je stabilný, spoľahlivý a zdá sa, že v ňom nie sú žiadne časti, ktoré by mohli náhle zlyhať. Navyše, podľa profesora Mníchovskej univerzity G. Zoffela, elektrická vodivosť tekutý materiál v hĺbkach je taká veľká, že ak sa z nejakého dôvodu hydromagnetické dynamo náhle „vypne“, magnetické sily na povrchu planéty nám to oznámia až po mnohých tisícročiach.

Ale „zrútenie“ prirodzeného mechanizmu je jedna vec, postupné utlmovanie jeho pôsobenia, podobne ako pri ochladzovaní, ktoré spôsobilo zaľadnenie planéty, je vec druhá.

Na analýzu tejto okolnosti budeme potrebovať podrobnejšie oboznámenie sa so správaním magnetického poľa: ako a prečo sa mení v priebehu času.

akýkoľvek skala, akákoľvek látka obsahujúca železo alebo iný feromagnetický prvok je vždy pod vplyvom magnetického poľa Zeme. Elementárne magnety v tomto materiáli majú tendenciu orientovať sa ako strelka kompasu pozdĺž siločiar.

Ak sa však materiál zahreje, dôjde k bodu, keď sa tepelný pohyb častíc stane takým energetickým, že zničí magnetický poriadok. Potom, keď náš materiál vychladne, počnúc od určitú teplotu(nazýva sa to Curieho bod) magnetické pole prevládne nad silami chaotického pohybu. Elementárne magnety sa opäť zoradia tak, ako im pole povie, a zostanú v tejto polohe, ak sa telo opäť nezahreje. Zdá sa, že pole je v materiáli „zamrznuté“.

Tento jav nám umožňuje s istotou posúdiť minulosť zemského magnetického poľa. Vedci dokážu preniknúť do takých vzdialených čias, keď sa na mladej planéte ochladzovala pevná kôra. Minerály zachované z tej doby vypovedajú o tom, aké bolo magnetické pole pred dvoma miliardami rokov.

Pokiaľ ide o štúdium období, ktoré sú nám v čase oveľa bližšie - za posledných 10 tisíc rokov - vedci uprednostňujú na analýzu materiály umelého pôvodu pred prírodnými lávami alebo sedimentmi. Je to hlina upečená ľuďmi - riad, tehly, rituálne figúrky atď., Ktoré sa objavili s prvými krokmi civilizácie. Výhoda umelé remeslá vyrobené z hliny je, že ich archeológovia vedia pomerne presne datovať.

V Ústave fyziky Zeme Ruskej akadémie vied laboratórium archeomagnetizmu študovalo zmeny v magnetickom poli. Sústredili sa tam rozsiahle dáta získané v laboratóriu a v popredných zahraničných vedeckých centrách. Robia to aj ruskí vedci.

Tieto údaje skutočne potvrdzujú, že v našej dobe magnetické pole slabne. Tu je však potrebné varovať: presné merania správania poľa počas dlhých časových období naznačujú, že magnetické pole planéty podlieha početným osciláciám s rôznymi periódami. Ak ich všetky spočítame, dostaneme takzvanú „vyhladenú krivku“, ktorá sa celkom dobre zhoduje so sínusoidou s periódou 8 tisíc rokov.

V tomto čase je celková hodnota magnetického poľa na zostupnom segmente sínusoidy. To vyvolalo u niektorých autorov obavy. Za viac vysoké hodnoty, čaká nás ďalšie oslabenie poľa. Bude to pokračovať ešte asi dvetisíc rokov. Potom sa však pole začne posilňovať. Táto fáza bude trvať 4 tisíc rokov a potom opäť klesne. Doterajšie maximum nastalo na začiatku nášho letopočtu. Mnohopočetnosť kmitov magnetického poľa sa zrejme vysvetľuje nedostatočnou rovnováhou v pohyblivých častiach hydromagnetického dynama a ich rozdielnou elektrickou vodivosťou.

Je dôležité poznamenať, že amplitúda sínusovej vlny je menšia ako polovica priemernej intenzity poľa. Inými slovami, tieto výkyvy nemôžu žiadnym spôsobom znížiť hodnotu poľa na nulu. To je odpoveď pre tých, ktorí veria, že súčasné oslabenie poľa časom odkryje povrch zemegule na vystreľovanie častíc z vesmíru.

Ako už bolo spomenuté, krivka je súčtom rôznych prekrývajúcich sa oscilácií zemského magnetického poľa - doteraz ich bolo identifikovaných asi tucet. Presne definované obdobia majú trvanie 8000, 2700, 1800, 1200, 600 a 360 rokov. Menej jasne viditeľné sú obdobia 5400, 3600 a 900 rokov.

Niektoré z týchto období sú spojené s významnými javmi v živote planéty.

Obdobie 8000 rokov má nepochybne globálny rozsah, na rozdiel od výkyvov napríklad 600 alebo 360 rokov, ktoré majú regionálny, lokálny charakter.

Zaujímavé súvislosti s mnohými prírodnými javmi z obdobia 1800 rokov. Geograf A.V. Shnitnikov porovnal rôzne prirodzené rytmy Zeme a objavil ich súvislosť s pomenovaným astronomickým javom. Veľké sáry, keď sú Slnko, Zem a Mesiac na rovnakej priamke a zároveň sa Zem nachádza v najkratšej vzdialenosti od svietidla aj od satelitu. V tomto prípade dosiahnu najvyššia hodnota prílivové sily. Veľký Sares sa opakuje každých 1800 rokov (s odchýlkami) a je sprevádzaný rozpínaním zemegule v rovníkovej zóne – v dôsledku prílivovej vlny, v ktorej svetový oceán resp. zemská kôra. V dôsledku toho sa mení moment zotrvačnosti planéty a spomaľuje jej rotáciu. Mení sa aj poloha hranice polárneho ľadu a stúpa hladina oceánu. Veľký Sares ovplyvňuje klímu Zeme – suché a vlhké obdobia sa začínajú rôzne striedať. Takéto zmeny v prírode sa v minulosti odrazili na populácii planéty: napríklad sa zvýšila migrácia národov...

Ústav fyziky Zeme sa podujal zistiť, či existujú súvislosti medzi javmi spôsobenými Veľkým Saresom a správaním magnetického poľa. Ukázalo sa, že 1800-ročné obdobie oscilácií poľa je v dobrej zhode s rytmom javov spôsobených vzájomnými polohami Slnka, Zeme a Mesiaca. Začiatky a konce zmien a ich maximá sa zhodujú... Dá sa to vysvetliť tým, že v tekutej hmote obklopujúcej jadro planéty počas Veľkej Sares dosiahla najväčšiu hodnotu aj prílivová vlna, preto interakcia tzv. zmenili sa aj toky hmoty s vnútorným poľom.

Za posledných 10 tisíc rokov neutrpela zemská príroda žiadne katastrofy v dôsledku nepokojného magnetického poľa. Čo však skrýva hlbšia minulosť? Ako je známe, najdramatickejšie udalosti v biosfére Zeme ležia ďaleko za 10 tisíc rokmi. Možno ich spôsobili nejaké zmeny v magnetickom poli?

Tu sa budeme musieť vysporiadať so skutočnosťou, ktorá znepokojila niektorých vedcov.

Ukázalo sa, že magnetické polia minulosti boli „zamrznuté“ na sopečné lávy, keď sa ochladili a prešli cez Curieov bod. Magnetické polia sú tiež vtlačené do spodných sedimentov: častice klesajúce ku dnu, ak obsahujú feromagnety, sú orientované pozdĺž čiar magnetického poľa, ako strelky kompasu. Vo skamenených sedimentoch je navždy zachovaný, pokiaľ sedimenty nie sú vystavené silnému zahrievaniu...

Paleomagnetológovia študujú staroveké magnetické polia. Dokázali objaviť skutočne obrovské zmeny, ktorými magnetické pole prešlo v dávnej minulosti. Bol objavený fenomén inverzie – zmena magnetických pólov. Severná sa presunula na miesto južnej, južná na miesto severnej.

Mimochodom, póly sa nemenia tak rýchlo - podľa niektorých odhadov trvá zmena 5 alebo dokonca 10 tisíc rokov.

Posledný takýto pohyb nastal pred 700 tisíc rokmi. Tá predchádzajúca je o ďalších 96-tisíc rokov skôr. V histórii planéty sú stovky takýchto posunov. Nenašla sa tu pravidelnosť – známe sú dlhé pokojné obdobia, vystriedali ich časy častých inverzií.

Objavili sa aj takzvané „exkurzie“ – odchod magnetických pólov od geografických na veľké vzdialenosti, končiaci sa však návratom na predchádzajúce miesto.

Mnohí sa pokúšali vysvetliť prepólovanie. Americkí vedci R. Muller a D. Morris sa napríklad domnievajú, že primárnou príčinou toho bol dopad obrovských meteoritov. „Otras“ planéty si vynútil zmenu charakteru pohybu tavenín v jej hĺbkach. Autori tejto hypotézy vychádzali zo skutočnosti, že pred 65 miliónmi rokov súčasne došlo k inverzii a pádu veľkého kozmického telesa na Zem, o čom svedčia vtedajšie sedimenty, bohaté na kozmické irídium. Hypotéza vyzerala pôsobivo, ale bola nepresvedčivá, už len preto, že časová súvislosť medzi týmito udalosťami bola veľmi slabo dokázaná. Ďalšou hypotézou je, že inverzie sú spúšťané hlbokými tokmi taveniny, keď do nich padajú obrovské hrudky feromagnetického materiálu. Zdá sa, že tieto hrudky, ktoré v sebe sústreďujú čiary magnetického poľa, ho „ťahajú“ so sebou.

A táto hypotéza je kontroverzná.

Je zrejmé, že za miliardy rokov svojej existencie sa zemské jadro muselo zväčšiť. Zdalo by sa, že to nemôže ovplyvniť magnetické pole Zeme. Medzitým vedci, ktorí majú informácie o tom, aké bolo magnetické pole planéty pred dvoma miliardami rokov, porovnávajú tieto údaje s dnešnými údajmi a nenachádzajú ani stopy vplyvu rastu jadra na magnetické pole. Mohol by stav poľa ovplyvniť jav oveľa skromnejšieho rozsahu, akým sú hypotetické „zhluky“?

V súčasnosti uznávaná teória hydromagnetického dynama je schopná vysvetliť inverziu, ale táto teória nehovorí, že zmena pólov je povinná, len nie je v rozpore s týmto javom.

Dôvodom inverzií sú rovnaké „konštruktívne nedokonalosti“ prirodzeného hydromagnetického dynama. Sú to však iné defekty ako tie, ktoré spôsobujú už známe spektrum desiatich kmitov magnetického poľa, kmitov, ktoré sa po určitých časových úsekoch monotónne opakujú. Inverzie nemajú taký pravidelný, systematický charakter.

Dalo by sa veriť, že fenomén inverzie, hľadanie jej príčin a následkov vzbudí záujem len u bádateľov pozemského magnetizmu. Ale nie, tento fenomén pritiahol pozornosť širokého spektra vedcov, vrátane tých, ktorí študujú vývoj zemskej biosféry.

IN V poslednej dobe vo viacerých vedecké články Predpokladalo sa, že počas zvratov magnetické pole Zeme zmizne. Hovoríme teda o tom, že planéta na nejaký čas stratí svoj neviditeľný pancier. A to zrejme môže viesť k smrti mnohých druhov rastlín a zvierat. Preto v zmenách, ktorým podlieha magnetické pole, niektorí vidia nebezpečenstvo ešte hrozivejšie ako to, ktoré predstavuje ničivá trojica: zemetrasenia, cunami, tajfúny.

Autori tohto predpokladu ako dôkaz svojej správnosti uvádzajú vzťah medzi vyhynutím dinosaurov, ktorí zmizli z povrchu Zeme pred 65 miliónmi rokov, a častými inverziami charakteristickými pre toto obdobie.

S hypotézou o tak radikálnom vplyve polárnych zvratov na vývoj všetkej živej prírody na Zemi sa stretli s osobitným zadosťučinením evolucionisti, ktorí v nedávnej minulosti pomocou počítača simulovali históriu biosféry našej planéty, počnúc od primárnej formy živej hmoty. Program zahŕňal všetky v tom čase známe faktory, ktoré ovplyvnili mutácie a prirodzený výber. Výsledky štúdie boli neočakávané: evolúcia od prvej bunky k človeku v matematickej interpretácii bola oveľa pomalšia ako v reálnych podmienkach pozemskej prírody.

Je zrejmé, že vedci dospeli k záveru, že program nezohľadnil niektoré energetické faktory, ktoré nútia prírodu súčasne meniť druhy. Teraz veria, že jeden z takýchto silných urýchľovačov evolúcie bol nájdený - toto je vplyv na organický svet kozmické žiarenie v tých obdobiach, keď si póly vymenili miesta... Prinajmenšom niečo podobné ako pri černobyľskej katastrofe.

Na tomto pozadí znie tvrdenie amerických geofyzikov buď alarmujúco alebo upokojujúco, že v Oregone objavili vrstvy lávy, ktoré ukazujú, že pole v nich „zamrznuté“ sa len za dva týždne otočilo o 90 stupňov. Inými slovami, zmena si nevyhnutne nevyžaduje tisíce rokov, ale môže byť takmer okamžitá. To znamená, že čas ničivých účinkov kozmického žiarenia je krátky, čo znižuje ich nebezpečenstvo. Nie je jasné, prečo sa pole neotočilo o 180 stupňov, ale iba o 90.

Predpoklad, že pri prepólovaní magnetické pole zmizne, je však len predpoklad, a nie pravda, založená na spoľahlivé fakty. Naopak, niektoré paleomagnetické štúdie naznačujú, že pole sa pri reverzoch zachováva. Nemá však dipólovú štruktúru a je oveľa slabšia - 10- a dokonca 20-krát. Interpretácia náhlych zmien poľa nájdených v lávach z Oregonu vyvolala vážne námietky. Profesor G. Zoffel, ktorého sme spomenuli, sa domnieva, že objav amerických kolegov možno vysvetliť úplne inak, napríklad takto: magnetické pole generované bleskom, ktorý v tom momente udrel, bolo „zamrznuté“ do chladiacej lávy. .

Tieto námietky však nevylučujú možnosť priameho, možno oslabeného vplyvu kozmických častíc na flóru a faunu. Do hľadania odpovedí na otázky, ktoré táto hypotéza kladie, sa zapojilo mnoho vedcov.

Pozoruhodné sú úvahy, ktoré kedysi vyjadril V.P. Shcherbakov, zamestnanec Ústavu fyziky Zeme Akadémie vied ZSSR. Veril, že počas zvratov si magnetické pole planéty, aj keď je oslabené, zachováva svoju štruktúru, najmä magnetickú elektrické vedenie v oblasti pólov stále spočívajú na povrchu planéty. Nad pohyblivými pólmi v obdobiach inverzie v magnetosfére sú neustále, ako v našich dňoch, lieviky, do ktorých sa akoby sypali kozmické častice.

V obdobiach inverzií, s oslabeným poľom, môžu vyletieť na povrch zelenej gule na najbližšie vzdialenosti a možno ju aj dosiahnuť.

Do pátrania sa zapojili aj paleontológovia. Napríklad nemecký profesor G. Herm, ktorý v spolupráci s mnohými zahraničnými laboratóriami skúmal spodné sedimenty siahajúce až do konca obdobia kriedy. Našiel dôkazy, že v týchto časoch nastal skok vo vývoji druhov. Tento vedec však považuje vtedajšie inverzie len za jeden z faktorov, ktoré posunuli evolúciu. G. Herm nenachádza dôvod na obavy o budúci život na planéte, ak dôjde k náhlym zmenám v magnetickom poli.

Profesor Moskovskej štátnej univerzity B. M. Mednikov, evolučný biológ, ich tiež nepovažuje za nebezpečné a vysvetľuje prečo. Hlavnou ochranou pred slnečným vetrom nie je podľa neho magnetické pole, ale atmosféra. Protóny a elektróny strácajú svoju energiu vo svojich horných vrstvách nad pólmi planéty, čo spôsobuje, že molekuly vzduchu žiaria, „svietia“. Ak náhle magnetické pole zmizne, polárna žiara bude pravdepodobne nielen nad pólmi, kde magnetosféra teraz poháňa častice, ale po celej oblohe - ale na rovnakej vysokých nadmorských výškach. Slnečný vietor bude stále bezpečný pre živé organizmy.

B. M. Mednikov tiež hovorí, že evolúcia nepotrebuje „poháňanie“ kozmických síl. Najnovšie, pokročilejšie počítačové modely evolúcie presviedčajú: jej skutočná rýchlosť je plne vysvetlená molekulárnymi dôvodmi vnútornými v tele. Keď sa pri zrode nového organizmu vytvorí jeho dedičný aparát, v jednom zo stotisíc prípadov dôjde ku kopírovaniu rodičovských vlastností s chybou. To stačí na to, aby živočíšne a rastlinné druhy držali krok so zmenami životné prostredie. Netreba zabúdať ani na mechanizmus hromadného šírenia génových mutácií prostredníctvom vírusov.

Podľa magnetológov námietky B. M. Mednikova nedokážu problém vymazať. Ak je priamy vplyv zmien magnetického poľa na biosféru nepravdepodobný, potom existuje aj nepriamy. Existuje napríklad nepochybný vzťah medzi magnetickým poľom planéty a jej klímou...

Ako vidíte, v probléme vzťahu medzi magnetickým poľom a biosférou existuje veľa vážnych rozporov. Rozpory, ako vždy, motivujú výskumníkov k pátraniu.

| |
Sú najsilnejšie búrky vo vnútri zeme?Najnepredvídateľnejšie procesy

Magnetická sila je najdôležitejšou vlastnosťou magnetu. Od tohto ukazovateľa závisí jeho výkon a rozsah použitia. Sila magnetov sa meria v jednotkách tesla (T). To znamená, že ak chcete zistiť, ktorý magnet je najsilnejší, musíte vykonať porovnanie rôzne materiály podľa tohto ukazovateľa.

Najsilnejší elektromagnet

Vedci v rozdielne krajiny Snažia sa vytvoriť najsilnejší magnet na svete a niekedy dosahujú veľmi zaujímavé výsledky. Štatút najsilnejšieho elektromagnetu dnes drží inštalácia v Los Alamos National Laboratory (USA). Obrovské zariadenie so siedmimi sadami cievok celková hmotnosť 8,2 tony vytvára magnetické pole o sile 100 Tesla. Toto pôsobivé číslo je 2 milióny krát väčšie ako magnetické pole našej planéty.

Stojí za zmienku, že solenoid rekordného magnetu je vyrobený z ruského nanokompozitu medi a nióbu. Tento materiál vyvinuli vedci z Kurchatovho inštitútu s pomocou Celoruského výskumného ústavu anorganických materiálov pomenovaného po ňom. A. A. Bochvara. Bez tohto ultra silného kompozitu by nový najvýkonnejší magnet na svete nebol schopný prekonať rekord svojho predchodcu, pretože hlavným technickým problémom pri prevádzke zariadení tejto úrovne je zachovanie integrity pri vystavení najsilnejším magnetickým impulzom. Maximálna zaznamenaná intenzita poľa elektromagnetu, ktorý bol počas experimentu zničený impulzmi, bola 730 Tesla. V ZSSR vedci pomocou magnetu špeciálneho dizajnu a výbušniny, podarilo vytvoriť impulz 2800 Tesla.

meď-niób

Magnetické impulzy získané v laboratóriách sú miliónkrát väčšie ako magnetické pole Zeme. Ale aj ten najsilnejší magnet, ktorý bol doteraz vyrobený, je miliónkrát slabší neutrónové hviezdy. Magnetar SGR 1806−20 má magnetické pole 100 miliárd Tesla.

Najsilnejší magnet pre domáce použitie

Samozrejme, magnetická sila hviezd a experimenty vedcov sú zaujímavé, ale väčšina používateľov chce vedieť, ktorý magnet je najsilnejší na riešenie konkrétnych aplikačných problémov. Aby ste to dosiahli, musíte porovnať silu magnetického poľa rôzne druhy magnety:

1) Feritové magnety– 0,1...0,2 T.

2) Alnico a samáriové magnety– 0,4...0,5 t.

3) Neodymové magnety– až 2 Tesla (po zložení do habaltskej konštrukcie).

Takže najsilnejší magnet je super magnet vzácnych zemín, malý silný magnet, ktorého hlavnými zložkami sú neodým, železo a bór. Sila jeho poľa je porovnateľná so silou elektromagnetov s feritovým jadrom. Magnetická zliatina na báze neodýmu sa môže pochváliť neprekonateľným výkonom v nasledujúcich dôležitých parametroch:

1) Donucovacia sila. Táto vlastnosť umožňuje použitie materiálu v oblastiach vystavených vonkajším magnetickým poliam.

2) Priebojná sila. Vďaka maximálnej magnetickej sile je možné zmenšiť veľkosť výrobkov pri zachovaní vysokej adhéznej sily.

3) Zvyšková magnetická indukcia. Vysoká úroveň zvyškovej magnetizácie poskytuje veľmi dôležitú vlastnosť neodýmového magnetu - trvanie zachovania magnetických vlastností. Magnetická zliatina neodým-železo-bór v podstate stratila len niekoľko percent svojej sily za storočie a je večným magnetom.

Ak chcete zachovať silné magnetické pole supermagnetu vzácnych zemín na báze neodýmu, mali by ste si uvedomiť jeho slabé stránky. Materiál má teda najmä práškovú štruktúru silné údery a pády môžu viesť k strate jeho vlastností. Zliatina sa tiež demagnetizuje pri zahriatí na +70 ⁰ C (žiaruvzdorné verzie zliatin vydržia až +200 ⁰ C). Len vezmite do úvahy tieto vlastnosti a produkty vám budú prinášať úžitok čo najdlhšie.