Suche
Mein Konto
Revolutsiooniline lähenemine: homogeensed magnetväljad uute püsimagnetitega!
Mainzi ja Bayreuthi ülikooli füüsikud töötavad välja uut lähenemisviisi homogeensemate magnetväljade jaoks – avaldati murranguline uuring.
Revolutsiooniline lähenemine: homogeensed magnetväljad uute püsimagnetitega!
Tõhusate meetodite otsimine homogeensete magnetväljade genereerimiseks on saavutanud uue tipu. Füüsik prof dr Ingo Rehberg Bayreuthi ülikoolist ja dr Peter Blümler Mainzi Johannes Gutenbergi ülikoolist on välja töötanud uuendusliku lähenemise, mis ületab klassikalised Halbachi arranžeeringud. Nende teadustöö, mis avaldati ajakirjas Physical Review Applied, näitab, et püsimagnetite strateegiline paigutus võib saavutada suurema väljatugevuse ja parema homogeensuse kompaktsetes magnetite paigutuses. Nendel leidudel võib olla kaugeleulatuv mõju erinevatele tehnoloogiatele, mis nõuavad tugevaid ja ühtlaseid magnetvälju, sealhulgas magnetresonantstomograafiat (MRI).
Traditsiooniliselt põhinevad Halbachi massiivid lõpmatult pikkade magnetite eeldusel, mis pole praktilistes rakendustes teostatav. Mainzi ülikool rõhutab, et Rehberg ja Blümler uurisid oma töös ühe rõnga ja virnastatud topeltrõnga geomeetriat. Nad modelleerisid magnetid punktdipoolidena. Nende "fookustatud" disain võimaldas luua homogeenseid välju väljaspool magnettasandit. Analüütiliste valemite väljatöötamisega suutsid nad kinnitada katsetulemusi, mis kattusid hästi teoreetiliste ennustustega. Need uued seaded osutusid klassikaliste Halbachi seadetega võrreldes paremaks.
Optimeeritud geomeetria ja eksperimentaalne valideerimine
Nende leidude tee algas püsimagnetite optimaalse kolmemõõtmelise paigutuse üksikasjaliku uurimisega. Uued kujundused näitavad olulisi eeliseid võrreldes varem eelistatud Halbachi paigutusega. 25. veebruaril esitatud ja viimati 30. mail 2025 muudetud paberi kohaselt erineb lühemate magnetite optimaalne paigutus traditsioonilisest disainist ja pakub seega uusi perspektiive magnetvälja tootmiseks. arXiv kirjeldab nende lähenemisviiside teoreetilist alust ja saavutatud tulemusi.
Lisaks annavad eksperimentaalsed teostused uue tehnoloogia suure rakenduspotentsiaali. See võib edendada odavamate alternatiivsete tehnoloogiate väljatöötamist, mis võiksid asendada klassikalised, sageli väga kallid ülijuhtivad magnetid MRI-s. Kuigi ülijuhtivad magnetid on võimsad, piiravad nende kõrge hind ja tehniline keerukus oluliselt nende kättesaadavust.
Taotlused ja tulevikuväljavaated
Nende uute magnetlahenduste rakendused on ulatuslikud. Lisaks MRI-le saaks neid kasutada ka kiirendite füüsikas ja magnetlevitatsioonisüsteemides. Need tehnoloogiad nõuavad tugevaid ja homogeenseid magnetvälju ning uued lähenemisviisid pakuvad siin eeliseid. Halbachi massiiv, mis on tuntud ka selle kasutamise poolest erinevates tehnoloogiates, nagu külmkapimagnetid ja harjadeta alalisvoolumootorid, on juba osutunud tõhusaks välikonfiguratsioonis. Vikipeedia selgitab Halbachi massiivi vahelduvatest magnetiseerimismustritest põhjustatud ühepoolse voo jaotuse eeliseid.
Rehbergi ja Blümleri avastus ei ole mitte ainult märkimisväärne edasiminek magnetväljatehnoloogias, vaid avab ka uksed tulevastele uuendustele materjaliteaduses ja inseneriteaduses. Maailmas, mis sõltub üha enam tehnoloogilistest lahendustest, võib see uus lähenemisviis mängida võtmerolli.