Chinesische Wissenschaftler haben mit einem vollständig supraleitenden Magneten einen neuen Weltrekord aufgestellt und ein stabiles Magnetfeld von 35,1 Tesla erzeugt. Dieses Feld ist über 700.000 Mal stärker als das Erdmagnetfeld und verspricht, die Kommerzialisierung fortschrittlicher supraleitender wissenschaftlicher Instrumente erheblich zu beschleunigen. Die Technologie bietet zudem entscheidende Unterstützung für zukunftsweisende Bereiche wie die Kernfusion und die Raumfahrt. Der Rekordmagnet wurde vom Institut für Plasmaphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (ASIPP) in Zusammenarbeit mit dem Hefei International Center for Applied Superconductivity, dem National Synchrotron Radiation Laboratory des Hefei National Comprehensive Science Center und der Tsinghua University entwickelt.
Das Team überwand erfolgreich komplexe Herausforderungen wie Spannungskonzentrationen, Abschirmungsstromeffekte und Mehrfeldkopplungseffekte unter extremen Tieftemperatur- und Hochfeldbedingungen. Diese Innovationen verbesserten die mechanische Stabilität und die elektromagnetische Leistung des Magneten in extremen Umgebungen deutlich. Während des Experiments wurde der Magnet 30 Minuten lang stabil betrieben, was die Zuverlässigkeit des technischen Ansatzes unterstreicht.
Diese Entwicklung ist ein bedeutender Schritt für die Kernfusionsforschung, da starke Magnetfelder entscheidend für die Einschließung des heißen Plasmas sind, das für die Aufrechterhaltung einer Fusionsreaktion notwendig ist. Der Internationale Thermonukleare Experimentalreaktor (ITER), ein globales Projekt zur Entwicklung der Fusionsenergie, wird ebenfalls von Fortschritten in der supraleitenden Magnettechnologie profitieren. Darüber hinaus hat diese Technologie das Potenzial, die Raumfahrt durch die Ermöglichung von elektromagnetischen Antriebssystemen zu revolutionieren.
Die Fortschritte in der supraleitenden Magnettechnologie sind nicht neu und haben bereits zu Verbesserungen in der medizinischen Bildgebung, wie z. B. bei MRT-Geräten, geführt, wo sie eine höhere Auflösung und schnellere Bildgebung ermöglichen. Die Entwicklung von Hochtemperatur-Supraleitern (HTS) verspricht zudem kompaktere und leichtere Magneten, was die Betriebskosten senkt und neue Anwendungen ermöglicht. Die Forschung an supraleitenden Materialien schreitet weiter voran, wobei neue Entwicklungen wie die Verwendung von KI und maschinellem Lernen zur Schaffung stärkerer und kostengünstigerer Magnete vielversprechende Ergebnisse liefern. Die erfolgreiche Entwicklung dieses 35,1-Tesla-Magneten durch chinesische Wissenschaftler stellt einen Meilenstein dar, der die Tür für eine breitere Anwendung von supraleitender Technologie in verschiedenen Hochtechnologiesektoren öffnet und die Möglichkeiten für wissenschaftliche Entdeckungen und technologische Innovationen erweitert.
Die Tsinghua University, eine der führenden Universitäten Chinas, war an dieser bahnbrechenden Forschung beteiligt und unterstreicht ihre Rolle in der globalen wissenschaftlichen Gemeinschaft. Die Zusammenarbeit zwischen führenden Forschungseinrichtungen wie dem ASIPP und Universitäten wie der Tsinghua University ist entscheidend für die Bewältigung komplexer wissenschaftlicher und technischer Herausforderungen und treibt die Grenzen des Möglichen in Bereichen wie der Kernfusion und der Raumfahrt voran.