Το ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο (91,4 Τ) δημιούργησαν Γερμανοί ερευνητές.

Το ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο του κόσμου δημιούργησαν Γερμανοί ερευνητές

Για την παραγωγή του μαγνητικού πεδίου χρειάστηκε μια συστοιχία τεράστιων πυκνωτών (Πηγή: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf)

Δρέσδη, Γερμανία
Χρησιμοποιώντας ένα γιγάντιο πηνίο βάρους 200 κιλών -το μόνο που θα μπορούσε να αντέξει τη δοκιμασία- ερευνητές στη Δρέσδη πέτυχαν νέο παγκόσμιο ρεκόρ παράγοντας ένα βραχύβιο μαγνητικό πεδίο με ένταση 91,4 Tesla, δηλαδή 1.900 φορές πιο ισχυρό από ένα μαγνητάκι ψυγείου και ενάμισι εκατομμύριο φορές ισχυρότερο από το μαγνητικό πεδίο της Γης.

Το μαγνητικό πεδίο δημιουργήθηκε στο Κέντρο «Χέλμζολτζ» της Δρέσδης για ερευνητικούς λόγους -όπως εξηγεί ανακοίνωση του κέντρου, η η πειραματική διάταξη χρησιμοποιείται για τη μελέτη υλικών που χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρονική, καθώς και για την ανάπτυξη υπεραγώγιμων υλικών, τα οποία επιτρέπουν τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος χωρίς καμία αντίσταση.

«Το πραγματικό ενδιαφέρον μας δεν ήταν να φτάσουμε σε ακραίες τιμές πεδίου, αλλά να το χρησιμοποιήσουμε στην επιστήμη υλικών» δηλώνει ο Χοακίμ Βοζνίτζα, διευθυντής του Εργαστηρίου Μαγνητικών Πεδίων στο Κέντρο «Χέλμζολτζ».

Η κατάρριψη του ρεκόρ ήταν δύσκολη από τεχνική άποψη. Το μαγνητικό πεδίο δημιουργήθηκε διοχετεύοντας ένα ισχυρό ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα πηνίο, δηλαδή ένα αγώγιμο καλώδιο τυλιγμένο σε σχήμα κύλινδρου.

Το πρόβλημα είναι ότι το μαγνητικό πεδίο ασκεί μια ισχυρή δύναμη, τη λεγόμενη δύναμη Λόρενζ, στο ηλεκτροφόρο πηνίο από το οποίο ξεπήδησε. Η δύναμη αυτή προσπαθεί κατά κάποιο τρόπο να σπρώξει τα ηλεκτρικά φορτία έξω από το καλώδιο του πηνίου. Και όσο ισχυρότερο είναι το μαγνητικό πεδίο, τόσο ισχυρότερη είναι και η δύναμη Λόρενζ.

«Ένα πηνίο από χαλκό θα διαλυόταν» αναφέρει ο Δρ Βοζνίτζα, περιγράφοντας ένα υποθετικό σενάριο για αυτή τη σύγκρουση ανάμεσα στο πεδίο και το μέταλλο του πηνίου.

«Στα 100 Tesla, η δύναμη Λόρενζ στο χάλκινο καλώδιο θα δημιουργούσε πίεση 40.000 φορές μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας» επισημαίνει.

Για να δημιουργήσουν το πεδίο των 91,4 Tesla, οι ερευνητές χρησιμοποιήσαν τελικά όχι ένα αλλά δύο ενισχυμένα πηνία, από τα οποία το ένα δημιούργησε ένα πεδίο των 50 Tesla και το άλλο ένα δεύτερο πεδίο περίπου 40 Tesla.

Η τελική διάταξη των δύο πηνίων είχε μέγεθος βαρελιού και βάρος 200 κιλά (ένθετη αριστερά).

Όταν ενεργοποιήθηκε από έναν ισχυρό ηλεκτρικό παλμό που διοχετεύτηκε στο πηνίο, το πεδίο διατηρήθηκε για μόλις 0,02 δευτερόλεπτα.

Μέχρι σήμερα, το παγκόσμιο ρεκόρ ανήκε στο Εθνικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος στις ΗΠΑ, το οποίο είχε φτάσει μέχρι τα 89 Tesla.

Ένα μέσο μαγνητάκι ψυγείο έχει περίπου 0,05 Tesla, ενώ το μαγνητικό πεδίο της Γης έχει περίπου 60 microtesla κοντά στους πόλους του πλανήτη.

Newsroom ΔΟΛ

Διαχρονικά συνθήματα

Μια μαύρη τρύπα καταπίνει ένα άστρο

Κοσμικό γεύμα

Η επιθανάτια λάμψη ενός άστρου που χάνεται σε μαύρη τρύπα

Μέχρι πρόσφατα γνώριζαν πώς γίνεται στη θεωρία, τώρα το είδαν και στην πράξη. Για πρώτη φορά οι αστροφυσικοί μπόρεσαν να παρατηρήσουν τις τελευταίες στιγμές ενός άστρου καθώς αυτό «καταπίνεται» από μια μαύρη τρύπα. Και το φαινόμενο είναι εντυπωσιακό από όλες τις απόψεις.

Πρόκειται για μια από τις μεγαλύτερες και φωτεινότερες εκρήξεις που έχουν καταγραφεί ως σήμερα -η ισχυρή ενέργειά της διέσχισε 3,8 δισ. έτη φωτός για να φθάσει ως τη Γη και τα σημάδια της εξακολουθούν να είναι ορατά δυόμισι μήνες μετά.

Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Γουόρικ εντόπισε σε αυτή το «κύκνειο άσμα» ενός άστρου το οποίο απορροφάται από τη μαύρη τρύπα του κέντρου ενός μακρινού Γαλαξία και το περιγράφει «καρέ-καρέ» σε άρθρο της που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση Science.

Επικίνδυνη πορεία

Το άστρο, όπως αναφέρουν οι ειδικοί, πρέπει να παρεξέκλινε από την πορεία του, να βρέθηκε πολύ κοντά στη μαύρη τρύπα και να «πιάστηκε» από τις τεράστιες βαρυτικές δυνάμεις της.

Η «έκλαμψη ακτίνων γ» (GRB) που εξέπεμψαν οι τελευταίες στιγμές του συνελήφθη από το Τηλεσκόπιο Burst Alert του διαστημικού ερευνητικού σκάφους Swift, το οποίο «ειδοποιεί» τους ειδικούς για οποιαδήποτε έκρηξη ακτινοβολίας γ αντιληφθεί στον ουρανό. Οι εκλάμψεις που εντοπίζει συνήθως προέρχονται από την κατάρρευση κάποιου γηραιού άστρου _ είναι δηλαδή μεμονωμένες και σύντομες.

Το συγκεκριμένο συμβάν όμως, το οποίο καταγράφηκε στις 28 Μαρτίου και πήρε την κωδική ονομασία Sw 1644-57, είχε διαφορετικά χαρακτηριστικά. Το πιο περίεργο ήταν ότι παρουσίασε τέσσερις εκλάμψεις μέσα σε τέσσερις ώρες.

Η δραστηριότητα αυτή έβαλε τους ερευνητές σε σκέψεις. «Ταίριαζε απόλυτα με αυτό που θα περιμέναμε να δούμε αν ρίχναμε ένα άστρο μέσα σε μια μαύρη τρύπα» δήλωσε στο BBC ο Αντριου Λίβαν, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Γουόρικ και επικεφαλής της ομάδας.

Ορατές από … σπόντα

Σύμφωνα με τη θεωρία, μαύρες τρύπες θα πρέπει να υπάρχουν στο κέντρο των περισσότερων μεγάλων γαλαξιών. Ορισμένες περιβάλλονται από αέρια, οπότε μπορεί κανείς να παρατηρήσει εκπομπές φωτός όταν αυτά απορροφώνται μέσα στην τρύπα.

Εκείνες όμως που βρίσκονται στο κέντρο των γαλαξιών δεν περιβάλλονται από αέρια, οπότε είναι αόρατες για εμάς -εκτός και αν ένα αντικείμενο, όπως ένα άστρο, πέσει μέσα τους δημιουργώντας ισχυρές εκλάμψεις.

Όταν ένα άστρο «καταπίνεται» από μια μαύρη τρύπα υφίσταται τεράστιες βαρυτικές δυνάμεις που κυριολεκτικά το συνθλίβουν. Αρχικά επιμηκύνεται παίρνοντας «σχήμα μπανάνας» όπως λένε οι ειδικοί. Τότε η εσωτερική άκρη του -αυτή που βρίσκεται προς την πλευρά της τρύπας- περιστρέφεται πολύ πιο γρήγορα από την εξωτερική, με αποτέλεσμα το άστρο να επιμηκύνεται ακόμη περισσότερο και να παίρνει σχήμα δίσκου ο οποίος «τυλίγεται» γύρω από την τρύπα.

Καθώς μέρος της μάζας του αρχίζει να πέφτει μέσα σε αυτήν, το άστρο συμπιέζεται ακόμη περισσότερο και απελευθερώνει τεράστια ακτινοβολία κάνοντας «ορατή» τη μαύρη τρύπα. Το φαινόμενο, το οποίο αποκαλείται μίνι-κβάζαρ, είναι εξαιρετικά σπάνιο -υπολογίζεται ότι συμβαίνει μια φορά κάθε εκατό εκατομμύρια χρόνια σε έναν γαλαξία.

Απίστευτη ενέργεια

Κάτι τέτοιο παρατήρησαν οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Γουόρικ στα χαρακτηριστικά της ακτινοβολίας που συνέλαβε το Swift. «Η μόνη εξήγηση που ταιριάζει στο μέγεθος, στην ένταση, στη χρονική κλίμακα και στη διακύμανση αυτού του γεγονότος είναι ότι μια τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο του συγκεκριμένου Γαλαξία τράβηξε μέσα της ένα μεγάλο άστρο και το συνέθλιψε» επεσήμανε ο κ. Λίβαν σε σχετική πανεπιστημιακή ανακοίνωση.

Ο Γαλαξίας στον οποίο οι ειδικοί εντοπίζουν το γεγονός βρίσκεται προς την κατεύθυνση του αστερισμού του Δράκοντα και απέχει 3,8 δισ. έτη φωτός από τη Γη. Ο κ. Λίβαν θεωρεί ότι το συμβάν έγινε ορατό σε εμάς μόνο και μόνο επειδή το ηλιακό μας σύστημα έτυχε να βρίσκεται προς την κατεύθυνση όπου εκτοξεύθηκε η ενέργεια. «Αφού συνέθλιψε το άστρο η στροβιλιζόμενη μαύρη τρύπα δημιούργησε δύο πίδακες ακτινοβολίας, ένας εκ των οποίων εκτοξεύθηκε κατ’ ευθείαν προς τη Γη».

Βήμα Science

ΣΧΕΤΙΚΑ Παρατηρήθηκε άστρο που καταπίνεται από μαύρη τρύπα.