Ada momen dalam film atau kartun yang menampilkan ilmuwan gila ketika mereka memutar saklar atau mencampur dua bahan kimia dan boom, lab mereka meledak dan menghamburkan asap ke jendela dan pintu. Pada kenyataannya, setidaknya di era modern, ledakan laboratorium tidak dianjurkan. Tetapi percobaan baru-baru ini dengan elektromagnetisme di Tokyo menghasilkan medan magnet terkontrol terkuat yang pernah dibuat, lapor Samuel K. Moore di IEEE Spectrum, cukup kuat untuk membuka pintu ledakan laboratorium.
Ledakan besar terjadi ketika para peneliti di Universitas Tokyo memompa 3, 2 megajoule listrik ke dalam kumparan yang dirancang khusus untuk menghasilkan medan magnet besar. Sementara para peneliti berharap bahwa medan akan mencapai 700 teslas, unit yang digunakan untuk mengukur kepadatan fluks magnetik atau secara informal, kekuatan medan magnet. Sebaliknya, bidang itu mencapai 1.200 teslas. Itu sekitar 400 kali lebih kuat dari mesin MRI paling kuat, yang menghasilkan tiga teslas. Ledakan yang dihasilkan menekuk lemari besi tempat perangkat itu tertutup dan membuka pintu logam.
"Saya merancang rumah besi untuk tahan terhadap sekitar 700 T, " fisikawan Shojiro Takeyama, penulis senior studi dalam jurnal Review of Scientific Instruments, mengatakan kepada Moore. “Aku tidak berharap itu menjadi sangat tinggi. Lain kali, aku akan membuatnya lebih kuat. "
Untungnya, para peneliti itu sendiri tersimpan di ruang kontrol, terlindung dari ledakan.
Jadi, apa yang Takeyama dan rekan-rekannya lakukan melepaskan ledakan magnetik besar-besaran di tengah-tengah Tokyo? Rafi Letzer di LiveScience menjelaskan bahwa para ilmuwan telah mengejar medan magnet yang semakin besar terkendali selama beberapa dekade. Takeyama telah berusaha untuk mengalahkan level 1.000 tesla selama 20 tahun terakhir, mencapai tujuan dengan perangkat baru ini.
Intinya, elektromagnet adalah serangkaian tabung yang terdiri dari kumparan dengan kumparan dalam tembaga di dalamnya. Ketika sejumlah besar listrik dijalankan melalui kumparan, kumparan bagian dalam runtuh dengan sendirinya pada tingkat Mach 15, yang lebih dari 3 mil per detik. Medan magnet dalam koil semakin erat dan kencang hingga mencapai tingkat yang sangat tinggi. Kemudian, dalam sepersekian detik, semuanya runtuh, menghasilkan ledakan. Dengan sedikit lebih banyak rekayasa dan beberapa pintu yang lebih kuat, tim percaya mereka dapat mendorong perangkat mereka ke 1.800 teslas.
Ini bukan medan magnet terbesar yang pernah dihasilkan oleh manusia. Beberapa bidang super-kuat diproduksi oleh laser, tetapi sangat kecil dan berumur pendek sehingga sulit dipelajari atau digunakan. Takeyama mengatakan kepada Letzer bahwa secara historis, para peneliti Amerika dan Rusia telah melakukan beberapa tes di luar ruangan skala besar menggunakan bahan peledak tinggi yang dikemas di sekitar kumparan magnet, menghasilkan bidang hingga 2.800 teslas. Tetapi ini juga tidak sempurna.
"Mereka tidak dapat melakukan eksperimen ini di laboratorium dalam ruangan, jadi mereka biasanya melakukan segala sesuatu di luar ruangan, seperti Siberia di lapangan atau di suatu tempat di tempat yang sangat luas di Los Alamos [New Mexico], " katanya. "Dan mereka mencoba membuat pengukuran ilmiah, tetapi karena kondisi ini, sangat sulit untuk melakukan pengukuran yang tepat."
Alat tim, bagaimanapun, dapat digunakan dalam pengaturan lab yang terkontrol dan menghasilkan bidang yang relatif besar, sedikit kurang dari nanometer, yang cukup besar untuk melakukan beberapa ilmu nyata. Menurut siaran pers, tujuannya adalah untuk menghasilkan medan magnet yang terkontrol yang dapat digunakan oleh fisikawan. Harapannya adalah bahwa medan dapat dikontrol dengan cukup baik sehingga material dapat ditempatkan di dalam medan kecil sehingga para peneliti dapat membawa elektron ke "batas kuantum" mereka, di mana partikel-partikel tersebut semuanya dalam keadaan dasar, mengungkapkan sifat-sifat yang belum dimiliki oleh para peneliti. untuk menemukan. Dalam hal itu, lebih besar lebih baik.
"Secara umum, semakin tinggi bidangnya, resolusi pengukuran menjadi lebih baik dan lebih baik, " kata Takeyama kepada Moore di IEEE.
Aplikasi lain yang mungkin — setelah ledakan terjadi pada sistem — adalah digunakan dalam reaktor fusi, sejenis perangkat penghasil energi di mana plasma tetap stabil menggunakan medan magnet yang kuat ketika hidrogennya melebur, menciptakan reaksi yang mirip dengan bahwa matahari dan menghasilkan energi bersih yang hampir tak terbatas. Menurut rilis, para peneliti percaya bahwa mereka harus dapat mengendalikan medan magnet 1.000-tesla untuk menghasilkan fusi nuklir berkelanjutan.
