Mi a neve egy erős mágnesnek? A világ legerősebb mágnese

A neodímium mágnesek két típusba sorolhatók: magnetoplasztikus és szinterezett mágnesek. Ezeket a mágneseket porkohászati ​​technológiával állítják elő, és erős mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, de törékenyek és meglehetősen költségesek a gyártásuk. A mágneses műanyagok polimer töltőanyagot használnak a mágneses ötvözet részecskéinek megtartására, de kevésbé erős tulajdonságokkal rendelkeznek, viszont könnyen feldolgozhatók, képlékenyek és olcsón gyárthatók.

Ha szükséges, a kedvezőtlen körülmények elleni védelem érdekében környezet A Fe-Nd-B mágnesek különböző anyagokkal vannak bevonva. Lehet cink, és nikkel-nikkel-réz bevonatok, esetenként kiegészítve epoxi gyantával a külső rétegen speciálisan ellenálló polimer anyag vagy foszfáttal kezelik.

Az erős neodímium mágnesek a ritkaföldfém mágnesek harmadik generációjába tartoznak. Ezek rendelkeznek a legmagasabb értékkel a kényszerítő erővel, a maradék mágneses indukcióval, valamint a maximális energiával és a legjobb ár/teljesítmény aránnyal. A vas-neodímium-bór mágneseket széles körben használják a repülésben, a metrológiában, az elektronikában, orvosi műszerekés az emberi tevékenység más modern szférái. Különösen jók a kompakt, könnyű és nagy teljesítményű eszközök tervezésében.

Helyes neodímium-ritkaföldfém mágnesnek nevezni, mivel Nd (neodímium) ritkaföldfémet tartalmaz, aminek köszönhetően az ötvözet felhasználásával olyan kristályszerkezetet kap, amely sajátos egyedi tulajdonságokkal rendelkezik. Még kis méretben is nagyon erősek, gyengén érzékenyek az ideiglenes lemágnesezésre. Az ilyen mágnesek a neodímiumon kívül bórt (B) és vasat (Fe) is tartalmaznak.

Az erős neodímium mágnes univerzális tartóként használható bútorokhoz, ajándéktárgyakhoz, függönyökhöz. A neodímium mágneseket komplex elektronikában és játékként (ismert neocube), valamint kereső- és emelőelemként használják. Mire lehet még hasznos egy ilyen erős mágnes? A lakosság igen érdekes irányban sajátította el. Kiderült, hogy sok mindent meg lehet tenni egy ilyen erőnek köszönhetően. Ezért minden több ember neodímium mágnest szeretne vásárolni, és elektromos áram és víz mérésére szolgáló berendezésekben használni. Ebből a célból a piacon elérhető legerősebb, de nem a legnagyobb neodímium mágneseket választják ki. Miért fizetne többet, ha a problémát olcsóbban oldják meg?

A ritkaföldfém állandó mágnesek hosszú élettartama érdekében speciális védelemmel készülnek: ez vagy cinkbevonat vagy nikkel. A nikkelezést leggyakrabban dekorációs célokra használják, de ha a mágnest + 100 ° C-nál magasabb hőmérsékleten vagy agresszív környezetben kell használni, akkor jobb, ha horganyzott mágnest vásárol.

Úgy tartják, hogy állandómágnes egészségre nem veszélyes , és néhányan biztosítják, hogy még hasznos is, de erre még nincs meggyőző bizonyíték. Mindazonáltal szem előtt kell tartani, hogy a szívritmus-szabályozót használóknak rendkívül óvatosan kell erős neodímium mágneseket használniuk, és ha mindannyian ezek közül az emberek közül valók, akkor konzultáljon orvosával, mielőtt még gondolkodna. erős mágnes vásárlásés vigye magával

A neodímium mágnesek sokféle formájúak. A legelterjedtebbek: gyűrű, blokk (parallelepiped), korong. Az állandó mágnes erőssége két kritériumtól függ: a mágnes méretétől és a neodímium mennyiségétől a vas-neodímium-bór összetételben. Minél nagyobb a mágnes, annál erősebb lesz. Minél több neodímium van összetételében, annál hangsúlyosabbak a tulajdonságai. Ez az állítás csak egy szűk tartományban igaz, ami után az ingatlanok növekedése megáll, de az ár tovább emelkedik.

Az elfogadott szabvány szerint a mágnes mérete általában milliméterben van feltüntetve. Mint korábban említettük, minél nagyobb a méret, annál erősebb. Ezt az erőt gyakran „tartási vagy fogási értéknek” nevezik. Ez azt jelenti, hogy ekkora erőt kell alkalmazni a mágnesek egymástól való leválasztásához. Leegyszerűsítve, kilogrammban mérik. Ritkaföldfém állandók erős neodímium mágnesek nem ok nélkül kaptak ilyen hangzatos nevet. Így például egy kis neodímium mágnes számított tapadási ereje 10 * 5 mm paraméterekkel (5 mm - vastagság, 10 mm - átmérő) lemez formájában körülbelül két kg lesz. Meg kell jegyezni, hogy ez az érték feltételes, mivel a külső körülményektől függően változhat.

Hogyan készülnek az erős neodímium mágnesek?

Egyszerűen mondjuk: fémporok szinterelésével készülnek, B a megfelelő méreteket majd a geometriai alakzatokat vákuumkemencében szinterelik és mágnesezésnek vetik alá.

Milyen tulajdonságai vannak a neodímium mágneseknek?

Ellenáll a lemágnesezésnek;

Magas költség/teljesítmény arány jellemzi;

Viszonylag alacsony korrózióállósággal rendelkeznek;

A mágnesek abszolút képesek különböző formákés méretek;

Ezek a mágnesek nem alkalmasak magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz.

Mi befolyásolja a mágnesek tulajdonságait és erősségét?

Erős elektromos áramok a mágnes közelében;

Más mágnesek jelenléte a közelben;

80 °C feletti hőmérséklet;

Magas páratartalom.

Mitől függ a mágnesezési teljesítmény?

Ezt a paramétert közvetlenül az eredeti ötvözet, vagy inkább az eredeti elemek tisztasága és aránya határozza meg. Az egyszerűség kedvéért a készterméket egy kód azonosítja. Minél magasabb ez a kód, annál erősebb lesz a mágnes és annál nagyobb a mágnesezettség. A kód a gyártás során felhasznált anyag minőségét jelzi. Ennek a paraméternek a ismeretében két pont azonosítható:

Mennyi "energia" van ebben a mágnesben;

A maximális hőmérséklet, amelyen egy erős mágnes használható.

Erőteljes neodímium mágnesek tárolása és használata

Ezeket a mágneseket csak száraz helyiségekben szabad használni. Ezenkívül nem szabad megengedni a külső védőréteg sérülését, mert e réteg nélkül a mágnes gyorsan oxidálódhat és széteshet. Amikor szüksége van rá, tudnia kell, hogy mitől függ a mágnes „lehúzóereje”, hogy ne tévesszen el a választással.

Először is, az erősség attól függ, hogy a tárgy és a mágnes milyen távolságra van. A távolság növekedésével a vonóerő meredeken csökken. Még akkor is, ha a mágnes és a tárgy között van légrés már fél milliméternél a kuplung felére csökken. Ezenkívül a vékony festékréteg jelenléte az objektumon befolyásolhatja ennek a paraméternek a csökkenését.

Másodszor, ez az anyag, amelyből a tárgy készül. A tiszta lágyvas működik a legjobban.

# 3. feltétel - egy fémtárgy sima felülete. Ha érdesség van a felületen, a tapadási erő jelentősen csökken.

A negyedik feltétel az alkalmazott erőfeszítés iránya. A legnagyobb tapadás akkor érhető el, ha a tárgy és a mágnes merőlegesen egy az egyhez van elhelyezve.

Az utolsó követelmény pedig magának az objektumnak a vastagsága. Az érintkezési ponton ne legyen túl vékony, mert a mágneses tér egy külön része kihasználatlanul maradhat.

Hol vásárolhat erős mágnest Moszkvában?

Bár még mindig vegyél egy erős mágnest meglehetősen drága, az erős neodímium mágnesek alkalmazási területe elég széles. Felhasználhatók ruházati cikkek, táskák, csomagolóanyagok gyártásához. V bútorgyártás ezeket a mágneseket is széles körben használják. Használhatók „hűtőmágnesként” vagy más kis teljesítményű tartóként. A keresőmágneseket a kincsvadászok arra használják, hogy különféle értékes fémtárgyakat találjanak. A neodímium mágnesek kiválóan alkalmasak vas- és acéltárgyak észlelésére talajban, homokban, falakban és padlón. A szórakozás kedvéért görgesd a mágneses golyót a padlón, és azonnal összegyűjti az összes csavart és szöget. Ezenkívül a menetre helyezett mágnes válik kényelmes eszköz fémtárgyak keresésére a falakban, a padló alatt és a gyorsítótár egyéb helyein. Az igazság csak erősebb potenciállal rendelkező iránytűhöz hasonlít. Szokatlan és nagyon praktikus neodímium mágnesekről írtak korábban.

Természetesen a fentiek mindegyike gyerekjáték az ilyen anyagokban rejlő lehetőségekhez képest. Motorok, generátorok, tudományos műszerek, mágneses rezonancia képalkotó eszközök és így tovább és így tovább.

Így, hol vásárolhat erős neodímium mágnest? Sem a piacon, sem a hirdetés útján. Oda csúsztathatnak egy kirívó hamisítványt. A legjobb az egészben egy jó hírű online áruházban, amely mágnesek értékesítésére szakosodott, és ellenőrizni tudja az eladott áruk minőségét. Keressen egy megbízható helyet tisztességes munkahelyi telefonnal és műszakilag hozzáértő személyzettel. Tehát erős mágnest kell vásárolnia, különösen, ha az ára kedvezőbb a többihez képest. Olyan oldalunkra gondoltunk, ahol mindenki vásárolhat állandó neodímium mágnest, ha a vásárlási összeg megfelel az elfogadott feltételeknek.

Világunkban nagyon sokféle dolog létezik, amelyek eredete teljesen tudományos magyarázat... De ennek ellenére továbbra is sok vitát és kolosszális érdeklődést váltanak ki sok emberben. Az egyik ilyen fájdalmas pont a legerősebb mágnesek használata. Sok mágnes létezik a világon, amelyek mindegyike egyedi a maga módján. De melyik a legerősebb?

Szokatlan és erős csillagmágnes

A Gamma Relay 1806-20 nevű mágneses neutroncsillag a világegyetem legerősebb mágneses objektuma. Elegendő mágneses erőt elnyom ahhoz, hogy lelassítsa a mozdonyt negyedmillió mérföldes távolságban (az út a Földtől a Holdig).

Tovább Ebben a pillanatban mindössze tíz ilyen szokatlan tárgyat fedeztek fel. 100 milliárd Tesla mágneses mezőjével a csillag eltörpül a Föld mellett. A Föld mágneses tere 0,00005 Tesla. Nem valószínű, hogy bármilyen ember alkotta eszköz valaha is közel kerülne ennek a legerősebb mágnesnek az erejéhez az űrből.

A legerősebb amerikai mágnes

A Floridában kifejlesztett legerősebb mágnes technikai mérföldkövet jelent egy űrállomás építésében, és mérnöki bravúr. Floridai (USA) kutatók jelenleg egy, a kilencvenes években üzembe helyezett hibrid mágneses rendszerrel készítenek felvételeket. A 35 tonnás erős mágneses rendszer mágneses tere milliószor nagyobb, mint a Földé.

Szokatlan mágnes vagy óriási patkó

Ezt a nevet hallva azonnal egy hatalmas patkó jut eszembe. Ebben az esetben azonban nem minden olyan rossz. Ez egy univerzális mágneses rendszer Floridából. Két hatalmas ívelt mágnesből áll, amelyek együtt működnek. A külső réteg a legerősebb mágnes, túlhűtéssel és szupravezető képességgel. Nincs párja az ember által valaha készített hasonló eszközök között. A mágnest folyamatosan szuperfolyékony héliummal hűtik az abszolút nullához közeli hőmérsékletre. A rendszer közepén egy hatalmas rezisztív mágnes található.

Néhány érdekesség a tesztekből

Ez a hatalmas ellenállásmágnes egy olyan eszköz, amely egy összetett lámpatest közepén helyezkedik el. De mérete ellenére ezt a szuper mágnest ritkán használják. A helyzet az, hogy egy nagyon kicsi teszthelyet jelöltek ki a tesztelésre. Emiatt a tesztobjektumok aprók, és nem haladják meg a normál ceruza hegyének méretét.

Ezenkívül a vizsgálat során a próbadarabot egy bizonyos hőmérsékletre le kell hűteni. Ehhez egy speciális hengeres tartályba engedik le hűtőfolyadékkal.

A mágnes használata az orvostudományban

A legerősebb mágnesek bármelyike ​​könnyen alkalmazható az orvostudományban. Ezen eszközök használata lehetővé teszi a modern orvosi berendezések korszerűsítésének problémájának megoldását.

Például Floridában található a legnagyobb tomográfiához használt mágnes. Ez a 24 tonnás óriás lehetővé teszi az agy és a gerincvelő vizsgálatát, nemcsak a különféle betegségeket, hanem az egykor kapott sérüléseket is feltárja. Minél nagyobb a mágneses tér, annál pontosabbak az eredmények. A Brain University úgy véli, hogy a szupererős mágnesek használata segít az agy- és gerincvelő-sérülések kutatásában.

Az egyik projekt keretében élő sejtek funkcionális vizualizálását tervezik erős mágnes segítségével. A kísérlet során a tudósok megtudják, mennyi agyszövet károsodik az idő múlásával, és hogyan befolyásolhatják azt a gyógyszerek.

Az MRI technológia, amely a mágneseknek is helyet kapott, erős mágneses mezőt használ az igazításhoz sejtmagok test. Ebben az esetben az egyik mágnes áll, míg a másik forgatja az atommagokat és jelet generál. Ezt olvassák a számítógépek. Ezután feldolgozzák és háromdimenziós vizuális képpé alakítják a vett jelet.

A mágnesek hatással vannak az emberre?

A mágnesek egyre terjedő orvosi felhasználása nyilvánvaló kérdést vet fel: jót vagy rosszat tesznek-e a mágneses mezők az emberi szervezetnek? Az elmúlt években sok vita zajlott a közeli élet következményeiről nagyfeszültségű vezetékek erőátvitel.

De mivel a mezők elég gyorsan apadnak, az elektromos vezetéktől mindössze 50 méterre élők valószínűleg legfeljebb két milligaust tapasztalhatnak. A legutóbbi tanulmányban nem volt bizonyíték arra, hogy ez a mértékű expozíció káros lehet a szervezetre.

Neodímium mágnesek: mit és hogyan

Ezek a mágnesek nagyon erősek. Erősek és meglehetősen biztonságosak, de nehezek. Némelyikük több száz kilogramm is lehet. Különleges mágneses ötvözet darabok ezek, amelyek szuper erős tapadóerővel rendelkeznek. Ezek az eszközök opcionális acéltokba helyezhetők súlyuk és tapadásuk növelése érdekében. Megfoszthatják őket egy ilyen kiegészítő héjtól is. Ennek megfelelően kisebb lesz a tapadásuk és a súlyuk.

Az ilyen eszközök erejének és erejének köszönhetően lehetővé vált akár 1000 kg súlyú terhek felemelése.

Mire valók a keresőmágnesek?

A legerősebb keresőmágnesek kisméretű eszközök, amelyeket értékes fémtárgyak és tárgyak megtalálására használnak. Az ilyen leletek mindig történelmi jelentőségűek, és fontosak mindenféle kutatóvállalat, régészeti társaság és más régiségkedvelő számára.

Általában erős neodímium mágnesekből, gumi- és acélházakból és egyéb alkatrészekből állnak. A készülékek méretei meglehetősen kompaktak, így kézben is szállíthatók. Nemcsak a felszínen, hanem kutakban, mocsarakban, folyókban is használhatók. Lehetnek kétoldalasak és egyoldalasak, és különböznek súlyukban és teljesítményükben is.

Erőteljes és erős neodímium mágnesek

Vannak állandó mágnesek, amelyek ugyanolyan vonzó erővel bírnak, mint a legerősebb neodímium mágnesek. Ezeket AlNiCo mágneseknek hívják. Az ilyen eszközöket általában alumínium, kobalt és nikkel alapján készítik. Nagyobb méreteknél az öntvényt és annak összetett formáit használják.

A szakértők szerint az ilyen típusú mágnesek kiváló termikus jellemzőkkel rendelkeznek. Ennek köszönhetően megtalálták alkalmazásukat a fékgyártásban autóipari rendszerek ABS, reed-kapcsolós termékek (például üzemanyagszint-mérők) és gitárhangszedők.

Mint láthatja, a mágnesek életünk fontos részét képezik. Vállalkozásunk különböző területein és különböző célokra használják őket.

A tudományban mindig van valamilyen versenyelem – ki a legjobb az adott sportágban. Természetesen az a kérdés, hogy melyik mágnes a legnagyobb, nem marad észrevétlen. A műszaki mágnesek világához szokott ember számára teljesen váratlan a válasz: a modern tudomány által ismert legnagyobb mágnesek a csillagszigetek - a spirálgalaxisok. Az óriási mágnes az a galaxis, amelyben élünk – a Tejút. A nagy E. Fermi először a múlt század 40-es éveinek végén találgatott erről, és azon gondolkodott, mi tarthatja vissza a kozmikus sugarakat a Galaxisban. Helyesen becsülte meg a Tejútrendszer mágneses terének erősségét, és általánosságban helyesen képzelte el a konfigurációját. Csak irigyelni lehet a tudomány klasszikusainak azon képességét, hogy a tények igen korlátozott halmazából helyes következtetéseket vonjanak le, és ami a legfontosabb, tartózkodjanak az ezek alapján történő alaptalan spekulációktól. Ezzel egy időben a figyelemre méltó orosz csillagász, B.A.Voroncov-Veljaminov ezeket a Fermi-eredményeket bevette a középiskola 11. osztályos csillagászatának tankönyvébe, és úgy foglalta bele, hogy szövege beírható legyen. modern vélemények a galaxisok mágneses tere által. Most ezt a tantárgyat valamiért nem tanítják az iskolában.

Az előadások születése

Általánosságban elmondható, hogy a mágnesesség széles körben elterjedt az űrben. A Napnak, sok csillagnak és bolygónak van mágneses tere. A mágnes végül is a Föld. Általában azt mondják, hogy az égitestben és az űrkörnyezetben a mágneses mezőket az elektromágneses sugárzás spektrumvonalainak felhasadásával, vagyis a Zeeman-effektussal érzékelik. Így fedezték fel a Nap mágneses terét. A galaxisok mágneses tereit azonban a Zeeman-effektus segítségével csak kivételes esetekben, azokon a területeken lehet megfigyelni, ahol ezek a mezők rendellenesen nagyok. A helyzet az, hogy a kibocsátó atomok mozgása miatt a spektrumvonalak kiszélesednek a Doppler-effektus miatt. Így a galaxis mágneses tere által okozott viszonylag kis hasadást általában nem veszik észre. És itt egy másik hatás jön a segítségre - a Faraday-effektus. Abból áll, hogy tükör-aszimmetrikus közegben (például cukoroldatban - in szerves anyag csak a két tükörszimmetrikus konfiguráció egyikének cukrai vannak) ahogy a fény áthalad rajta, az utóbbi polarizációs síkja elfordul. Kiderül, hogy a mágneses tér a közeget is tükör-aszimmetrikussá teszi, és a sok égitestben jelenlévő szinkrotronsugárzás polarizálódik. A forgásszög arányos a mágneses térerősség látóvonalra vetületével, a közegben lévő termikus elektronok sűrűségével, az úthosszlal és a sugárzás hullámhosszának négyzetével. A galaxisok úthossza óriási, ezért még kis mágneses tér mellett is jelentős polarizációs sík elfordulása következik be. Igaz, ez az elforgatás ne legyen túl nagy, mert akkor a polarizációs sík sokszorosan elfordul, és a megfigyelések nehezen értelmezhetők. Ennek eredményeként kiderül, hogy a Faraday-forgást a legjobb megfigyelni a rádiótartományban, centiméteres skálán lévő hullámhosszakon.

Amikor azt mondjuk, hogy a galaxisok mágneses tere gyenge, összehasonlítjuk a mezővel műszaki eszközök vagy a Földet. Valójában ez az összehasonlítás nem jelzésértékű – a galaxisok világának megvannak a maga léptékei. Jobb összehasonlítani a mágneses tér energiasűrűségét és például a csillagközi gáz véletlenszerű mozgásainak energiasűrűségét, amelyben maga a mező található. Kiderül, hogy ezek az energiák megközelítőleg azonosak. Vagyis a galaxis mágneses tere természetes léptékében sokkal erősebb, mint a legtöbb nálunk megszokott mágneses mező – képes befolyásolni a környezet dinamikáját. Ugyanez mondható el például a Nap mágneses mezejéről is. A szakértők úgy vélik, hogy a Föld mélyén lévő mágneses tér jelentősen befolyásolhatja a bolygó folyékony külső magjában zajló áramokat is.

Mielőtt megjelölnénk, mi a galaxisok kvantitatív mágneses tere, meg kell említeni még egy különbséget az ilyen térben és a műszaki eszközökben lévő mezők között. A mágnesesség jelenségét általában a ferromágnesekkel társítjuk – gyerekkorukban egy patkómágnes példáján kezdik el tanulmányozni. Az űrkörnyezetben a ferromágnesesség nagyon ritka. Ezért nincs értelme különbséget tenni a mágneses térerősség és a mágneses indukció között, és a mágneses teret általában nem oerstedben, hanem gaussban mérik. A kísérlet azt mutatja, hogy a külföldi szerkesztők toleránsak ezzel a gyakorlattal szemben, míg a hazai szerkesztők nem. Tehát a galaxisok mágneses térereje több mikrogauss nagyságrendű.

Fermi sejtése után 30 éven keresztül nagy mennyiségű adat halmozódott fel az extragalaktikus (hozzánk viszonyított) rádióforrásokból és pulzárokból, azaz a polarizált sugárzás galaktikus forrásaiból származó sugárzás Faraday-forgásáról. Ennek eredményeként a XX. század 80-as éveinek fordulóján. megnyitotta a lehetőséget a Tejútrendszer mágneses terének szerkezetének többé-kevésbé részletes tanulmányozására. Kiderült, hogy ez a mágneses tér a Galaxis síkjában fekszik, megközelítőleg szimmetrikus a galaktikus korong középső síkjához képest, és megközelítőleg merőleges a Galaxis középpontjának irányára (1. ábra). Ez a szimmetria nagyon hozzávetőleges - az átlagos mágneses térre különféle perturbációk vannak rárakva. A mágneses tér ilyen szerkezete természetesnek tűnik. A szokásos dipólus mágneses mező azonban, mondjuk a Földön, teljesen más szerkezetű - merőleges bolygónk egyenlítői síkjára. Más szóval, a Tejútrendszer mágneses tere kvadrupólusszimmetriájú, nem dipólus típusú, azaz nem megy egyik mágneses pólusról a másikra (mint egy poloid mágneses tér), hanem szinte azimutális irányban irányul ( mint egy toroid mező). Valójában a toroid mágneses tértől is vannak eltérések, van poloid komponens is, de ezek viszonylag gyengék.

Sajnos a Tejútot belülről látjuk, így a közeli fák mögött könnyen elveszik az egész erdő képe. Nagyon hasznos a helyzetet kívülről szemlélni, ezért különösen értékesek a külső galaxisok megfigyelései. Az ilyen eredmények a múlt század 80-as éveiben jelentek meg. A megfigyelések oroszlánrészét a Társaság Rádiócsillagászati ​​Intézetének német rádiócsillagászai végezték. Max Planck Bonnban. Szervezetükben R. Wilebinsky érdeme - egy rendkívül színes, lengyel származású ember, aki Ausztráliában végezte a rádiócsillagászati ​​iskolát, és mellesleg aktív támogatója a nemzetközi együttműködésnek, amelybe hazánk is beletartozott. Németország ekkor már begyógyította a katonai katasztrófa leglátványosabb sebeit, de a német tudomány még messze volt a háború előtti színvonaltól. A feladat az volt, hogy azonosítsa azokat a területeket, ahol ésszerű erőfeszítéssel vezető pozíciót lehet elérni. A Bonn melletti Effelsbergben egy új, modern rádióteleszkóp kezdte meg a munkát (2. ábra). Az első megfigyelések azt mutatták, hogy a külső galaxisok rádiósugárzása polarizált. Szinkrotron jellegű, vagyis relativisztikus elektronok mágneses térben való mozgása okozza. A szinkrotron sugárzás erősen polarizált (körülbelül 70%-os polarizáció). Valamilyen mágneses mező jelenléte a galaxisokban senkit sem lepett meg - a csillagászok hozzászoktak, hogy mindent megmagyaráznak velük, ami érthetetlen. De hagyományosan azt hitték, hogy ezeknek a mezőknek nagyon kicsi a térbeli léptéke, és nem a teljes galaxishoz kapcsolódnak, hanem annak néhány helyi objektumához. Ekkor a galaxis különböző részeiből érkező sugárzásnak nagyon eltérő polarizációs síkbeli orientációjúnak kellett lennie, így általában polarizálatlannak bizonyult. Valójában polarizációt figyeltek meg. Természetesen nem 70% - a polarizáció százaléka körülbelül 10% volt, de csillagászati ​​szabványok szerint ez sok. Vilebinsky helyesen sejtette a kutatás ígéretes irányát. Hangsúlyozzuk, hogy a polarizáció megfigyelésétől a külső galaxisok mágneses terének szerkezetének rekonstruálásáig nagy távolság van. Fontos, hogy a perspektívát helyesen felismerték, és a kutatás kezdeti impulzusa olyan erősnek bizonyult, hogy nagymértékben meghatározza az eddigi helyzetet ezen a területen (bár természetesen más versengő csoportok is fokozatosan növekednek, elsősorban Hollandiában ).

Egy másik szerencsés körülmény, amely meghatározta a helyzetet a galaxisok mágneses mezőinek vizsgálatában, az volt, hogy akkoriban Moszkvában intenzíven dolgozott az elméleti szakemberek egy csoportja, akik érdeklődtek az ilyen terek eredete iránt. Ennek a csoportnak a tudományos vezetője a figyelemre méltó orosz fizikus, Ya. B. Zel'dovich volt, aki köré olyan fiatalok gyűltek össze, akik az asztrofizika különféle problémáival foglalkoztak.

Az égitestek és mindenekelőtt a Nap mágneses tereinek eredete régóta foglalkoztatja a teoretikusokat. J. Larmor már 1919-ben felismerte, hogy az elektromágneses indukción kívül semmi más nem tekinthető olyan mechanizmusnak, amely képes létrehozni a Nap mágneses terét. Valójában egy darab ferromágnes gondolatát a Nap közepén nem akarjuk viccnek tekinteni. Az akkoriban dinamós géppel analóg módon a mechanizmust "dinamónak" nevezték el. Annak hangsúlyozására, hogy ez a mechanizmus nem jelenti a szilárd vezetők jelenlétét és egyéb irreleváns részleteket a Napon, a jelzőt ehhez a szóhoz fűzzük. hidromágneses... Az 1980-as évek elejére a szoláris dinamó elmélete legalább bizonyos mértékig kifejlődött. Nyilvánvaló volt, hogy más égitesteknél is természetes a mágneses terek keletkezésének magyarázata a dinamómechanizmus segítségével. Számos tanulmány jelent meg arról, hogyan működhet a dinamó galaxiskorongban. Közülük az első, S. I. Weinstein és A. A. Ruzmaikin 1972-ben jelent meg a figyelemre méltó amerikai csillagász, J. Parker munkáival egy időben – ezek voltak az első művek a galaktikus dinamón.

Zeldovich olyan ember volt, aki a nemzetközi tudományos együttműködésre összpontosított, bármennyire is nehéz volt ezt a szándékot megvalósítani. Erőfeszítésének egyik eredménye az volt, hogy 1983-ban New Yorkban megjelentette a Gordon & Brich kiadó „Magnetic Fields in Astrophysics” című könyvét, amelyet A. A. Ruzmaikin fiatal munkatársaival és a cikk szerzőjével együtt írt. Nyilvánvaló, hogy arról írtunk, amit mi magunk is megértettünk, így a könyv jelentős részét a galaktikus dinamónak szenteltük. A könyv lenyűgözte az olvasót. Akkoriban honfitársaink ritkán publikáltak könyveket közvetlenül a angol nyelvés külföldön, de talán ennél is fontosabb volt, hogy a Tejútrendszer mágneses tereinek kérdése először kapott ilyen helyet a könyvben. Más csoportok, amelyek ezen a területen dolgoztak, inkább a szoláris dinamóra összpontosítottak.

Az is világossá vált számunkra, hogy egy új kutatási terület nyílik meg. Jól emlékszem, hogyan hallgattuk a figyelemre méltó bonni rádiócsillagász, R. Beck jelentését, aki éppen most fedezte fel az Androméda-köd, az M31 galaxis polarizált rádiósugárzását. Ez a sugárzás nem kenődött el a galaxis teljes korongján, hanem egy gyűrűben koncentrálódott (3. ábra). Valószínűleg itt található ennek a galaxisnak a mágneses tere. De hogy miért ment ringbe, az teljesen érthetetlen volt a megfigyelők számára. Tudtuk, hogy Sasha Ruzmaikin tanítványa, Anvar Shukurov éppen az imént írt egy cikket az M31 mágneses mezőjének várható eloszlásáról - a gyűrűben koncentrálva, amely pontosan ott található, ahol a polarizált sugárzás gyűrűje van.

Akkor nem volt olyan egyszerű felkeresni egy vendéget, aki a távoli Nyugat-Németországból érkezett, és elmondani neki az elképzeléseit. Sasha azonban olyan ember, aki képes átmenni a falon, így néhány hónap után sikerült felhívni a német kollégák figyelmét csoportunk kutatására. Ezen erőfeszítések eredményeként ajánlatot kaptunk a galaxisok (nem csak a Tejútrendszer) mágneses tereiről szóló könyv megírására a dordrechti Durnebaal Raidel holland kiadó számára. Abban az időben Dordrecht városát, akárcsak Hollandia többi részét, valószerűtlen dolognak tekintették. Sok évvel később ott kötöttem ki, és egy hétvégét kifejezetten ebbe a városba mentem, ahol 1988-ban megjelent a "Galaxisok mágneses mezői" című könyvünk Ruzmaikin és Shukurov közreműködésével (a kiadó azonban már "Kluver" néven vált ismertté - üzlet törvények szerint semmit sem lehet tenni). Ezúttal az orosz változat azonnal megjelent otthon, a "Science" kiadóban. Az első könyv orosz kiadására negyedszázadot kellett várni.

Szerencsére a galaxisok mágneses mezőinek eredetének elmélete nem szerepelt a bonni kutatók koncepciójában. Így gyorsan (akkori léptékű) szoros együttműködés alakult ki csoportjaink között, így már 1989-ben megjelentettük az első közös preprintet. A peresztrojka idején rohamosan nőttek a tudományos kapcsolatok, csoportunk számos tagja külföldi tudós lett. Ezért a következő nagy felmérést a galaxisok mágneses mezőiről, amely 1996-ban jelent meg, és továbbra is standard referenciaként szolgál ebben a kérdésben, számos európai ország szerzőinek meglehetősen nagy csoportja írta. Vegye figyelembe, hogy Németországban volt egy elismert csoport, amely a dinamó területén dolgozott. Igaz, ez a csoport az NDK-ban, Potsdamban működött. Ez nem zárta ki a Bonnnal való együttműködést, de nem tette olyan egyszerűvé. Ráadásul sokszor könnyebb egy távoli országból érkezett kollégával dolgozni, mint a szomszéddal. Így vagy úgy, a felmérésben részt vett A. Brandenburg, aki elhagyta a potsdami csoportot, és akkor Koppenhágában dolgozott. A kozmikus mágneses terek közvetlen numerikus modellezésének vezető szakembere jelenleg Stockholmban, az Északi országok Elméleti Fizikai Intézetében (NORDITA) dolgozik.

A galaxisok mágneses tereivel kapcsolatos első eredmények észrevehető, bár nem mindig várt közérdeklődést váltottak ki. Azokban az években nem volt internet, de gyakorlat volt a cikkek utánnyomása iránti kérelem, és úgy ítélték meg, hogy illetlenség nem válaszolni egy ilyen kérésre. Emlékszem, a Kairói Állatkert kérésére küldtem lenyomatot.

Hogyan keletkeznek a galaxisok mágneses mezei

A galaktikus dinamó ugyanazon az elven működik, mint a napelemes dinamó. Ennek a mechanizmusnak a működése során a fő nehézség az, hogy hogyan lehet megkerülni az iskolából ismert Lenz-szabályt - az elektromágneses indukció új mágneses teret hoz létre, így az nem növeli, hanem csökkenti a kezdeti, magmágneses teret. Ezért a mágneses tér öngerjesztéséhez (és ez egy dinamó) szükséges, hogy két hatékony kontúr... Ezután az első mágneses teret hoz létre a másodikban, a második pedig ezt a kialakult mezőt használja, és egy újat generál az első áramkörben. Ebben az esetben a Lenz-szabály nem tiltja, hogy az új mezőt hozzáadják az eredetihez.

A dinamós szakembereknek körülbelül fél évszázad kellett ahhoz, hogy megértsék, hogyan valósítható meg ez a lehetőség természetes körülmények között. Az első áramkör mágneses tere egy mágneses dipólus vagy mágneses kvadrupólus tereként fogható fel. Poloidálisnak nevezik. Erősen vezetőképes forgó közeggé fagyasztják. Ez a forgás szinte soha nem merev – a merev testek ritkák az űrben. Mivel a mágneses vonal különböző részei eltérő szögsebességgel forognak, a poloidális mágneses térből az azimut mentén irányított toroid mágneses tér jön létre. A dinamókészülék ezen része nem okoz sok kétséget.

A probléma az, hogy hogyan lehet helyreállítani a poloidális mágneses teret a toroidálisból. A múlt század 60-as éveire világossá vált, hogy ennek egyetlen reális módja űrviszonyok között a konvekció (vagy turbulencia) tükörszimmetriájának megtörése egy forgó testben. A szimmetria hiánya miatt elektromos áramkomponens keletkezik, amely nem merőlegesen, hanem a mágneses térrel párhuzamosan van irányítva. Ezt a gondolatot a kvantitatív tanulmányozás számára hozzáférhető világos formában az akkori NDK tudósai fejezték ki és fejlesztették ki M. Steenbeck, F. Krause és K.-H. Radler. Ez a keletnémet fizikusok talán leghíresebb és legfontosabb felfedezése. Ezt alfa-effektusnak hívják. Természetesen idővel a fizikusok megtanulták az alfa-effektust a megfelelő matematikai szinten leírni. De a fő probléma nála ez még mindig pszichés. Az iskolai, egyetemi és valójában a standard fizika teljes tapasztalata abból a hallgatólagos feltevésből alakult ki, hogy tükörszimmetrikus médiával van dolgunk. A tükör aszimmetria hatásai kezdenek alapvető szerepet játszani a mikrovilágban. Körülbelül egy időben fedezték fel őket, amikor kialakult az alfa-effektus fogalma. A fizikusok akkoriban már megszokták, hogy az elemi részecskék viselkedése nem illik jól a józan ész kategóriájába, de nehéz volt elképzelni, hogy ez a nagy léptékű világban megtörténik. Valójában a test, jelen esetben a galaxis általános forgása megtöri a tükör szimmetriáját. Vicces, hogy a földrajzban ezt a tényt nyilvánvalónak tartják – van Baer törvénye: eszerint a szemközti féltekén folyó folyók különböző partokat mossanak el. A dinamó pontosan ugyanazt az ötletet használja egy teljesen más kontextusban.

Hangsúlyozzuk, hogy a dinamó egy küszöbjelenség. Az indukciós hatásoknak le kell győzniük a mágneses tér ohmos veszteségeit, amelyek a közeg véges vezetőképességével kapcsolatosak. A galaxisok világában ez a generációs küszöb az utóbbiak hatalmas térbeli léptéke miatt túllépik.

A galaktikus dinamó tulajdonságainak keretein belül világos, hogy miért keletkeznek mágneses mezők a spirális és néhány más közeli galaxisban - ezek a galaxisok, amelyek forognak.

Azt is ki lehetett deríteni, hogy a galaxisok mágneses mezőinek konfigurációja egyáltalán nem hasonlít a Nap és a Föld mágneses mezőinek elrendezéséhez. Kiderült, hogy a dinamó minden esetben egy bizonyos rétegben működik, de a galaxisok szögsebessége ezen a rétegen, más esetekben pedig azon keresztül változik. Előtte finoman szólva sem volt nyilvánvaló, hogy egy ilyen jelentéktelennek tűnő részlet egészen más eredményhez vezet. Természetesen az is nagyon fontos, hogy a mágneses mezők megfigyelésének feltételei ezekben a helyzetekben nagyon eltérőek legyenek - látjuk, először is, könnyen megfigyelhető.

Új ötletek és régi illúziók

A galaxisokban a mágneses mező létrehozásának első modelljei természetesen általánosítottak és egységesek voltak. Persze nagy szerencse, hogy azonnal helyet találtak egy fényes részletnek (egy gyűrű az M31-ben), ami megfigyeléseken is látszik. A német posta által kibocsátott bélyegek egyikét is ennek a részletnek szentelték (4. kép).

Az azóta eltelt évek során a megfigyelők sok változatos és gyönyörű részletet fedeztek fel, és a teoretikusok valamilyen szinten megtanulták megmagyarázni ezeket.

Kiderült, hogy egyes spirálgalaxisokban (például az NGC 6946-ban) a mágneses terek egyfajta mágneses karokban gyűlnek össze, amelyek a gáz és a csillagok alkotta spirálkarok között helyezkednek el (5. ábra). A teoretikusok hajlamosak ezeket a mágneses karokat egyfajta tranziensként értelmezni, azaz olyan mágneses szerkezetként, amely még nem érte el egyensúlyi állapotát. Az ilyen tranziensekre más példák is ismertek. Például a Tejútrendszerünk mágneses tere többször is irányt változtat a galaktikus sugár mentén. A galaktikus dinamó legegyszerűbb modelljei azt jósolják, hogy a galaxisok mágneses mezejének fejlődésének végső szakaszában nem szabadna ilyen tulajdonságokkal rendelkeznie. Valódi galaxisokban való megjelenésüket az magyarázza, hogy ezek az emberi mércével mérve nagyon öreg égitestek mágneses értelemben nagyon fiatalok. Valójában kiderült, hogy körülbelül 0,5 milliárd év az a jellemző idő, amely alatt egy galaktikus dinamó jelentősen át tudja rendezni a mágneses teret a galaktikus korong adott régiójában. Ez természetesen lényegesen kevesebb, mint a galaxisok kora, ami 10 milliárd évhez mérhető, de az adatok közötti különbség NS nem olyan nagy a lépték. Az is fontos, hogy a galaxis élete során nem maradt változatlan. Különféle jelenségek zajlottak le benne, mint például a csillagkeletkezési kitörések, a gázspirál karok megjelenése és eltűnése, a szomszédos galaxisokkal való kölcsönhatások stb.. A viszonylag nem sietős galaktikus dinamónak nincs ideje elsimítani ezeknek az eseményeknek a nyomait. Ennek eredményeként a galaktikus korong különböző részein a végső mágneses konfiguráció töredékei képződnek, amelyek nem illeszkednek jól egymáshoz. Ezek a tranziensek. Kialakulásukat különösen segíti az a tény, hogy a mágneses tér pszeudovektor. Ez azt jelenti, hogy csak a mágneses térvektor nagyságát és azt az egyenest lehet megjósolni, amelyen fekszik, de nem lehet olyan fizikai ok, amely megkülönböztetné a tér irányát. Ezért a mágneses konfiguráció különböző töredékeiben a mágneses tér ellentétes irányú lehet, és a fragmentumok találkozásánál a mágneses tér hosszú élettartamú megfordulásai keletkeznek.

Az ilyen belső határrétegek (kontrasztstruktúráknak is nevezik) a fizika számos területén ismertek (például a félvezetők fizikájában). A kontrasztszerkezetek tanulmányozására a figyelemre méltó orosz matematikus, A. B. Vasziljeva és iskolája hatékony számítási módszereket fejlesztett ki. Természetesen széles körben használtuk ennek a csoportnak az ötleteit, de a félvezetők és galaxisok között felfedezett formai analógia természetesen teljesen váratlan volt.

Természetesen a spirálgalaxisok nem csak forgó gáz- és csillagkorongok. Különféle szerkezeteket különböztetnek meg bennük. Például egyes galaxisok központi részein egyfajta lineáris szerkezet látható, amely küllőszerűen áthatol a központi régióba. A spirális ujjak a végeiből nyúlnak ki, ezért oroszul jumpernek kell nevezni, bár az élő beszédben általában jelölik angol szó rúd... A rúddal ellátott galaxisok mágneses tereit az RFBR és a Német Tudományos Társaság speciális német-orosz projektje keretében vizsgálták, amiért nagyon hálásak vagyunk mindkét alapítónak. Kiderült, hogy a forgó rúd erősen megváltoztatja a mágneses tér standard konfigurációját, és ami a legfontosabb, olyan mágneses vonalak jelennek meg, amelyek mentén az anyag áramolhat és táplálhatja a fekete lyukat, amely látszólag a galaxis közepén található (6. ábra). ). Eddig a korlátos galaxisok képezték a galaxisok egyetlen morfológiai osztályát, amelyet részletesen (megfigyelési és elméleti szempontból egyaránt) vizsgáltak.

E részletes és gondos kutatás eredményeinek leírása számos tudományos (és népszerű) folyóiratban, köztük a legrangosabb folyóiratokban publikációkat eredményezett, a projektjelentések írásának gyakorlata pedig váratlan szcientometriai következtetésekhez vezetett. Korábban sejtettük, hogy érdemes a legtöbbet idézett folyóiratban közzétenni eredményeinket, pl. Természet... És ahogy megérkeztek a megfelelő eredmények, meg is tették. A gyakorlat azt mutatja, hogy (szerint legalább csillagászatban) egy ilyen tekintélyes publikáció önmagában nem tesz különösebb benyomást a tudományos közösségben, és nem okoz különösen hivatkozások özönét. Sokkal fontosabb, hogy ezt a kísérleti cikket az eredmények következetes és részletes publikálásával támogassuk a témával foglalkozó tudományos folyóiratok teljes sorában – a széles tudományos közönségnek szóló tekintélyes folyóiratoktól a szűkebb szakemberek körének szóló helyi folyóiratokig. . Aztán kiderül, hogy a speciális cikkek hivatkozási indexe megközelítőleg megegyezik a cikkben található cikkével Természet... Ahogy a focisták mondják, a rend veri az osztályt.

Nem minden kezdeti várakozás igazolódott be a kutatás során. Például gyakran azt a benyomást keltik, hogy a galaxisok mágneses tere nem annyira a galaktikus korong egészéhez, hanem a korong spirálkarjaihoz kapcsolódik. Valójában a mágneses vektorok irányai közel vannak a spirálkarok irányához. Közel, de nem ugyanaz. Természetesen a gázkarok torzítják a mágneses tér eloszlását, azonban, mint kiderült, nem önmagukban okozzák.

Egy másik tévhit, amely a kutatások során eloszlott, az az elképzelés, hogy a galaxisok mágneses tere akkor jött létre, amikor az eredetileg homogén mágneses teret megcsavarták, belefagyták abba az anyagba, amelyből a galaxis keletkezett. Az ilyen hipotetikus mágneses teret reliktumnak nevezik. Eleinte nagyon vonzónak tűnt ez az előadás - nem kell valamiféle tükör aszimmetriára és egyéb nehézségekre gondolni. A számítások azonban azt mutatják, hogy egy ilyen reliktummező nem marad fenn a forgó galaxisokban, és ha valami csoda folytán életben maradna, konfigurációja eltérne a megfigyelttől.

Mágneses mezők korunk kontextusában

Egy adott tudományterület fejlődését korántsem mindig pusztán tudományos szempontok határozzák meg. Az új rádióteleszkópok építése, amelyek nélkül nehéz fejleszteni a megfigyelési képességeket, összetett és költséges folyamat, amely nagyon komoly nemzetközi és interdiszciplináris együttműködést igényel. Elképzelhetetlen, hogy egy nagy teljesítményű új rádióteleszkópot egyetlen tudományos célra építettek. Ezért egy új készüléken végzett megfigyelések előkészítése több mint egy évig tart, és az e tudományterülettel foglalkozó csoportok teljes rendszerének átstrukturálásához vezet.

Mára már világos, hogy a következő rádióteleszkópok, amelyek a galaxisok mágneses terét fogják megfigyelni, a LOFAR távcsövek lesznek (angol nyelvből). Alacsony frekvenciájú tömb- alacsony frekvenciájú komplexum) és SKA ( Négyzetkilométer tömb- egy kilométeres komplexum). Ezek közül az első, már főleg Hollandiában épült sajátossága, hogy egy központi magból és a különböző európai országokban elhelyezett segédállomásokból áll. Az egyik ilyen állomás Krakkó közelében található, egy első világháborús erődben. Tanulságos alaposabban szemügyre venni a Jagelló Egyetem (Lengyelország) obszervatóriumának tapasztalatait. Negyed évszázaddal ezelőtt, amikor először megláttam ezt a csillagvizsgálót, egyetlen többé-kevésbé modern műszer sem volt, nem volt pénz, nem volt megfigyelő, aki modern megfigyeléseket végezhetett volna. De világosan felismerték, hogy ezt a nehéz helyzetet csak saját erőfeszítésekkel lehet felülkerekedni. Az elmúlt években ennek a csoportnak a vezetői, akik egymás után M. Urbanik és K. Otmyanovska-Mazur voltak, szoros együttműködést alakítottak ki a csillagászhallgatók között a bonni megfigyelőkkel, elsősorban a már ismerős Beckkel. A fiatal srácok tapasztalt kutatókká nőttek fel, és sok megfigyelési projektet fogadtak el német kollégáiktól. Fokozatosan sikerült pénzt találni a LOFAR állomás építésére, főleg, hogy egy hasonló állomás műszakilag meglehetősen egyszerű. Jól emlékszem, hogy végzős hallgató éveimben egy hasonló rádióteleszkópban voltam Harkov közelében. A krakkói csillagászok-megfigyelők erőfeszítéseit a lengyel Torun város teoretikusai támogatták. Ennek eredményeként Lengyelország vezető pozícióba került ezen a területen, minimális forrást költve erre. Talán érdemes tanulni?

A LOFAR rádióteleszkóp mögött meghúzódó műszaki ötlet lényegesen hosszabb hullámhosszú megfigyeléseket feltételez, mint a fő elérhető megfigyeléseket végző rádióteleszkópoknál. Ez azt jelenti, hogy egy távoli galaxisból érkező rádiósugárzás polarizációs síkja sokszor képes teljes forradalmat végrehajtani. A megfigyelések nem veszik észre ezeket a teljes fordulatokat, és a mágneses tér helyreállításához ismerni kell a számukat. Nagyon nehéz feladat adódik a polarizációs sík többszörös elfordulásán átesett jel megfejtése. A feladat nehéz, de nem reménytelen. Számos ország rádiócsillagászai most küzdenek a megoldáson. Van előrelépés, de még hosszú utat kell megtenni a teljes tisztánlátásig.

Sokkal többet terveznek az SKA rádióteleszkóppal. széleskörű hullámhossz, amely magában foglalja a rövid hullámhosszakat is. Ez nagyon biztató tény. Csak az a rossz, hogy a műszer megépítése egyre csúszik, fejlesztőinek spórolniuk kell, a megtakarítás pedig nagyrészt a galaxisok mágnesességének állítólagos vizsgálatának köszönhető. Nyilvánvaló, hogy az én generációmnak többé nem kell SKA-adatokkal dolgoznia.

Egy másik b O nagyobb mérlegek

A galaxisok a Földhöz képest nagyon nagyok, de a kozmológia léptékét tekintve nagyon kicsi objektumok. Léteznek-e mágneses mezők, ahol b O Nagyobb térbeli léptékek, mint a galaxisokban?

Köztudott, hogy mágneses mezők jelen vannak a galaxishalmazokban. Ezek a klaszterek természetesen sokkal nagyobbak, mint az alkotóelemeik. Amennyire azonban tudjuk, a bennük lévő mágneses mezők térbeli léptéke megközelítőleg megegyezik a galaktikus mágneses terekkel.

A galaxisok világában is léteznek olyan képződmények, amelyek sokkal lenyűgözőbbek, mint a saját mágneses mezővel rendelkező spirálgalaxisok. Ezek kvazárok, galaktikus objektumokból kiinduló különféle fúvókák (jetek) és egyéb aktív képződmények. Sokan közülük mágneses mezővel rendelkeznek, vagy feltételezik, hogy van. Eddig azonban nem volt biztos elképzelés az ilyen képződmények mágneses mezőiről, amelyek méretükben összehasonlíthatóak az egész égitest... Szeretnénk remélni, hogy léteznek ilyen mezők, és a spirálgalaxisok mágneses tereinek tanulmányozása során szerzett tapasztalatok hasznosak lesznek a vizsgálatukban.

Beszélhetünk-e még nagyobb, kozmológiai térbeli léptékű mágneses mezőkről? Első pillantásra úgy tűnik, nincs remény az ilyen mágneses terek létezésére - az Univerzum nagyon nagy pontossággal homogén és izotróp, a mágneses tér pedig egy bizonyos irányt emelne ki benne, megtörve az izotrópiát.

Valójában ebben a naiv érvelésben egyszerre két hiányosság van, amelyek elfedik a kozmológiai mágneses mezők létezésének lehetőségét. Először is, a kozmológiai mágneses tér kozmológiai értelemben kis léptékű lehet, de hogy ez igaz lesz-e a galaktikus léptékekre is, az előre nem világos. Kozmológusok tanulmányai azt mutatják, hogy a korai Univerzumban valóban létezhettek és nyilván létrejöttek mágneses mezők. A legdurvább közelítésben a logika a következő. Úgy tartják, hogy az univerzumot eredetileg vákuum töltötte be, amelyből az univerzum tágulásával és hőmérsékletének csökkenésével mindenféle részecske született. Keretében kvantumfizika a mágneses tér egyes részecskékként is értelmezhető. Kialakulásuk mágneses tér kialakulása.

Sokkal összetettebb kérdés, hogy ezek a mágneses mezők nagy léptékűek-e. Bizonyos értelemben a válasz igen. A tükörszimmetria nemcsak a forgó turbulenciában, hanem a magreakciókban is megtörik. Ez egyben az alfa-effektushoz és egy nagymértékű mágneses tér kialakulásához is vezet. A probléma csak az, hogy ez a mező csak a kialakulásakor létező geometria mércéi szerint nagy léptékű. A modern galaxisok szabványai szerint az ilyen mágneses mezők térbeli skálája nagyon kicsinek bizonyul.

Természetesen nagyon nehéz feladat annak nyomon követése, hogy mi történik az Univerzum életének legkorábbi szakaszában megszületett mágneses térrel a mai napig. A szakemberek véleménye itt eltér, de ennek ellenére valószínűbbnek tűnik, hogy az ilyen kozmológiai mágneses terek nincsenek közvetlenül kapcsolatban a modern galaxisok mágneses tereivel. Különösen nehéz ezeknek a mezőknek túlélni egy olyan korszakot, amikor az Univerzum hőmérséklete már leesett, és még nem születtek galaxisok. Ekkor a galaktikus dinamó még nem működött, és a mágneses tér az Ohm-törvény értelmében már gyengült - a közeg elektromos ellenállása észrevehetővé válik.

Zeldovich egy másik, sokkal egzotikusabb lehetőségre hívta fel a figyelmet. Ha egy egyenletes mágneses tér elég gyenge, az nem sérti meg az univerzum izotrópiáját. Természetesen a mágneses tér olyan gyenge lehet, hogy egyáltalán nem érdekli a galaxisokban zajló fizikai folyamatok szempontjából. Kiderült, hogy az Univerzum izotrópiájából nyert egyenletes mágneses tér felső becslése és az alsó becslés között van különbség, amely megőrzi a mező értékét a galaxisok élettartamára. Ez a szakadék fokozatosan csökken, de még mindig jelentős.

Egészen a közelmúltig a tudománynak csak felsőbb megfigyelési becslései voltak a kozmológiai mágneses térről, ezért úgy tűnt, hogy Zeldovich ötlete, bár nagyon szép maradt, csak pusztán tudományos érdeklődésre tart számot. Azonban az orosz fizika iskola diákjai, akik jelenleg különböző európai tudományos központokban dolgoznak, A. Neronov és D. V. Semikoz, meggyőző megfigyelési érveket adtak elő a kozmológiai mágneses tér létezése mellett, és alacsonyabb becsléseket adtak. Észrevehetően alacsonyabbak, mint a galaxisok mágneses mezőinek erőssége, de teljesen elegendőek ahhoz, hogy ezek a mágneses mezők az asztrofizika szereplői maradjanak.

Ezek a becslések a térkörnyezetben előforduló elemi részecskék reakcióinak meglehetősen összetett elemzésén alapulnak, és nem teszik lehetővé a mágneses tér térbeli szerkezetének megítélését. Természetesen előfordulhat, hogy ez a mező magától a galaxistól származó fizikai folyamatok segítségével kerül be a galaxisok közötti térbe, de összességében a kozmológiai mágneses terek problémája teljesen más hangzást kapott, mint az előző években.

Miért kell mindezt tudni?

Kortársaink között van egy bizonyos csoport, akikre a szavak galaxisok mágnesességeönmagukban is elég vonzónak tűnnek ahhoz, hogy indokolják a kutatást egy adott tudományterületen. Ez csak üdvözölhető – a tudomány mint az emberek szellemi tevékenységének terepe és a világ megismerésének módja nem tűz ki közvetlen haszonelvű célokat, tevékenységének melléktermékeiként gyakorlati eredmények születnek. Azonban továbbra is érdekes tudni, hogy van-e esély arra, hogy a galaxisok mágnesességének tanulmányozása hatással lesz mindennapi életünkre.

Kiderült, hogy az ügy nem is olyan reménytelen, mint gondolnánk. A dinamó mechanizmusának laboratóriumi körülmények között történő reprodukálására a múlt század 60-as évei óta történtek kísérletek. Az első kísérleteket hazai tudósok és az NDK tudósai végezték. Folyékony fémeket, elsősorban nátriumot, amely viszonylag alacsony hőmérsékleten folyékony lesz, vezetőképes közegként használták, amelyben a dinamónak működnie kellett. Ma már nem könnyű megérteni, miért döntöttek úgy, hogy Lettországban szervezik meg a munkát. A feladat technikailag igen nehéznek bizonyult, de a szakemberek kemény munkáját az elmúlt évezred utolsó heteiben siker koronázta - öngerjesztő mágneses mezőt sikerült elérni. Igaz, a sikereket elért szakemberek, bár még mindig Riga környékén dolgoztak, más országokat képviseltek.

Körülbelül ugyanebben az időben indult egy orosz kísérleti dinamóprojekt. Permben, a Continuum Mechanics Intézetben valósítják meg. A projekt során elõször volt lehetõség laboratóriumban az alfa hatás mérésére. Kísérleti dinamóprojektek már több országban is működnek: Franciaországban, Németországban, Oroszországban, Lettországban és az USA-ban. Természetesen a dinamószerkezetet használó technikai eszközök még nagyon távol állnak, de számos műszaki probléma miatt szükséges egy kísérleti bázis létrehozása a folyékony fémek áramlásával való munkavégzéshez. Ezért a permi projektnek közvetlen gyakorlati komponense is van, de ez már egy másik történet témája. 5

Benne is Ősi Kína felhívta a figyelmet egyes fémek vonzerőre. azt fizikai jelenség a mágnesesség nevet kapta, az ilyen képességgel rendelkező anyagokat pedig mágneseknek nevezték. Most ezt az ingatlant aktívan használják a rádióelektronikában és az iparban, és különösen erős mágneseket használnak többek között nagy mennyiségű fém emelésére és szállítására. Ezeknek az anyagoknak a tulajdonságait a mindennapi életben is használják - sokan ismerik a gyermekek tanítására szolgáló mágneskártyákat és betűket. Milyen mágnesek vannak, hol használják őket, mi az a neodímium, ez a szöveg elárulja.

A mágnesek típusai

A modern világban három fő kategóriába sorolják őket az általuk létrehozott mágneses mező típusa szerint:

• állandó, természetes anyagból álló ezekkel fizikai tulajdonságok például neodímium;
• ideiglenes, amelyek rendelkeznek ezekkel a tulajdonságokkal, miközben a mágneses tér hatásmezejében vannak;
• Az elektromágnesek egy magon lévő huzalhurkok, amelyek elektromágneses mezőt hoznak létre, amikor az energia áthalad a vezetőn.

A leggyakoribb állandó mágneseket kémiai összetételük szerint öt fő osztályba sorolják:

• vas és báriummal és stronciummal alkotott ötvözetei alapú ferromágnesek;
• ritkaföldfém-neodímiumot tartalmazó neodímium mágnesek vas és bór ötvözetében (Nd-Fe-B, NdFeB, NIB);
• szamárium-kobalt ötvözetek, amelyek mágneses jellemzői hasonlóak a neodímiumhoz, ugyanakkor szélesebb hőmérséklet-tartományban alkalmazhatók (SmCo);
• Alniko ötvözet, más néven YUNDK, ezt az ötvözetet a magas korrózióállóság és a magas hőmérsékleti határ jellemzi;
• mágneses műanyagok, amelyek egy mágneses ötvözet és egy kötőanyag keveréke, lehetővé teszik különféle formájú és méretű termékek készítését.

A mágneses fémek ötvözetei törékeny és meglehetősen olcsó, átlagos minőségű termékek. Általában vas-oxid ötvözete stronciummal és bárium-ferrittel. A mágnes stabil működésének hőmérsékleti tartománya nem haladja meg a 250-270 ° C-ot. Műszaki adatok:

• kényszerítő erő - körülbelül 200 kA / m;
• maradék indukció - akár 0,4 Tesla;
• átlagos élettartama 20-30 év.

Mik azok a neodímium mágnesek

Ezek a legerősebbek az állandóak közül, ugyanakkor meglehetősen törékenyek és nem ellenállnak a korróziónak; ezek az ötvözetek egy ritkaföldfém ásványon - neodímiumon - alapulnak. Ez a legerősebb állandó mágnes.

Műszaki adatok:

• kényszerítő erő - körülbelül 1000 kA / m;
• maradék indukció - akár 1,1 Tesla;
• az átlagos élettartam akár 50 év.

Alkalmazásukat csak a hőmérsékleti tartomány alacsony határa korlátozza, a neodímium mágnesek leghőállóbb fajtáinál ez 140 ° C, míg a kevésbé ellenállóak 80 fok feletti hőmérsékleten megsemmisülnek.

Szamárium-kobalt ötvözetek

Nagy teljesítményű ötvözetek, de ugyanakkor nagyon drágák.

Műszaki adatok:

• kényszerítő erő - körülbelül 700 kA / m;
• maradék indukció - akár 0,8-1,0 Tesla;
• átlagos élettartama 15-20 év.

Nehéz munkakörülményekre használják: magas hőmérsékletek, agresszív környezet és nagy terhelés. Viszonylag magas költségük miatt használatuk némileg korlátozott.

Alniko

A kobaltpor ötvözet (37-40%) alumínium és nikkel hozzáadásával szintén jó teljesítményjellemzőkkel rendelkezik, emellett képes megőrizni mágneses tulajdonságait 550 ° C-ig. Az övék specifikációk alacsonyabbak, mint a ferromágneses ötvözeteké, és a következők:

• kényszerítő erő - körülbelül 50 kA / m;
• maradék indukció - akár 0,7 Tesla;
• átlagos élettartama 10-20 év.

Ennek ellenére ez az ötvözet a legérdekesebb a tudomány területén. Ezenkívül titán és nióbium hozzáadása az ötvözethez 145-150 kA / m-re növeli az ötvözet kényszerítő erejét.

Mágneses műanyagok

Főleg a mindennapi életben használják mágneskártyák, naptárak és egyéb apróságok gyártására, a mágneses összetétel alacsonyabb koncentrációja miatt a mágneses tér jellemzői enyhén csökkennek.

Ezek az állandó mágnesek fő típusai. Az elektromágnes működési elve és alkalmazása némileg eltér az ilyen ötvözetektől.

Érdekes. A neodímium mágneseket szinte mindenhol használják, beleértve az úszószerkezetek kialakítását és a kultúrában is ugyanezt a célt.

Elektromágnes és lemágnesező

Ha az elektromágnes mezőt hoz létre, amikor az elektromosság áthalad a tekercselésen, akkor a demagnetizáló éppen ellenkezőleg, eltávolítja a maradék mágneses teret. Ezt a hatást alkalmazhatja különböző célokra... Például mit lehet tenni egy lemágnesezővel? Korábban a lemágnesezőt magnók, TV-képcsövek lejátszófejeinek lemágnesezésére és egyéb ilyen jellegű funkciók elvégzésére használták. Manapság gyakran használják többféle illegális célra, a mérőórák lemágnesezésére, miután mágnest használtak rájuk. Ezenkívül ezt az eszközt lehet és kell használni a maradék mágneses tér eltávolítására a műszerekről.

A demagnetizáló általában egy hagyományos tekercsből áll, más szóval az eszközt tekintve ez az eszköz teljesen megismétli az elektromágnest. A tekercsre váltakozó feszültséget kapcsolunk, majd azt az eszközt, amelyből eltávolítjuk a maradék mezőt, eltávolítjuk a demagnetizáló tartományából, majd kikapcsoljuk.

Fontos! Mágnes használata a mérő "pörgetésére" illegális, és bírságot von maga után. A lemágnesező helytelen használata a készülék teljes lemágnesezéséhez és meghibásodásához vezethet.

Saját készítésű mágnes

Ehhez elegendő egy acélból vagy más vasötvözetből készült fémrudat találni, használhat kompozit transzformátormagot, majd készítsen egy tekercset. Csévéljen több menetnyi rézhuzalt a mag köré. A biztonság kedvéért érdemes biztosítékot beépíteni az áramkörbe. Hogyan készítsünk erős mágnest? Ehhez növelni kell az áramot a tekercsben, minél magasabb, annál nagyobb az eszköz mágneses ereje.

Amikor az eszközt a hálózathoz csatlakoztatják, és a tekercsbe áramot vezetnek, az eszköz vonzza a fémet, vagyis valójában egy valódi elektromágnes, bár kissé leegyszerűsített kialakítású.

Az állandó neodímium mágnesek ma nagyon népszerűek. Ritkaföldfém erős mágnes Jó minőség többféle célra használható. Például sokan szeretnek mindenféle kísérletet végezni ezekkel a mágnesekkel. Így az iskolai fizika megemlékezhet, a mechanika alapjai pedig elsajátíthatók. Az esküvői dekorációk autóra rögzítésétől a moduláris bútorok rögzítéséig a neodímium mágnesek láthatók.

De mindenki tisztában van azzal, hogy illegális a neodímium mágneseket a mérők közelében hagyni? Végtére is, a legtöbb speciális modell egy erős mágnes által biztosított hatalmas erő hatására egyszerűen leállítja az elfogyasztott kilowatt vagy kockák számlálását. Ez azt jelenti, hogy kiderül, hogy egy adott házban vagy lakásban egyszerűen ellopták az áramot, a gázt vagy a vizet. Mindazonáltal a neodímium mágnesek bármilyen formájú, méretű és erős tapadású igen népszerűek a piacon, különösen az interneten.

A neodímium mágnes az emberiség által ma ismert állandó mágnesek legerősebb változata. Ezek a termékek különösen felülmúlják a jól ismert fekete ferrit mágneseket. A neodímium mágnes saját súlyának több mint 200-szorosát képes megemelni. Érdekes módon a neodímium, bár viszonylag nemrégiben jelent meg, gyorsan hatalmas népszerűségre tett szert. Aktívan használják az iparban, és árukat főleg az interneten vásárolhat.

Két fontos szempontot kell tudnia azoknak, akik éppen neodímium mágnest akarnak vásárolni. Először is meg kell értenie, hogy egy ilyen konkrét termék nem lehet nagyon olcsó. Ha a neodímiumot szinte egy fillérért kínálják, akkor egy ilyen termék nagyon rossz minőségű, meglehetősen gyorsan demagnetizálódik. Másodszor, egy erős mágnes veszélyes az esetleges sérülésekkel, különösen, ha egy másik hasonló termékkel együtt használják. Mégis, ez a hatalom, gyakran nem száz kilogrammban. Nagyon nem ajánlott engedni, hogy a gyerekek játsszanak ilyen mágnesekkel.

A legerősebb mágnes

Az állandó mágnesek ferromágnesekből készülnek, erős hiszterézissel a mágnesezési görbében. A ferritmágnesek 0,1-es mezőt képesek létrehozni. 0,2 T a felszínen, neodímium, alnico és szamárium-kobalt - sokkal több, 0,4-ig. 0,5 T a felületen. Lényegesen nagyobb indukciójú mágneses tereket hoznak létre ferromágneses maggal vagy mag nélküli, szupravezető tekercsekkel rendelkező elektromágnesek.

A neodímium mágnes a világ legerősebb mágnese

A neodímium mágnes a világ legerősebb mágnese a remanencia, a kényszerítő erő és a fajlagos mágneses energia tekintetében. Jelenleg méretben, formában hordozhatóak és szabadon megvásárolhatók.

A neodímium mágneseket széles körben használják a modern technológiában. A neodímium mágnesek mágneses terének erőssége akkora, hogy a neodímium mágnesekre épített elektromos generátor tértekercsek és vas mágneses áramkörök nélkül is gyártható. Ebben az esetben az indítási momentum minimálisra csökken, ami növeli a generátor hatékonyságát.

A neodímium mágnesek ilyenből készült mágnesek kémiai elemek mint a neodímium - Nd, amely ritkaföldfém elem, vas - Fe és bór - B.

A ritkaföldfémek bányászatának mintegy 77%-a Kínához tartozik. Ezért a legtöbb neodímium mágnest ott gyártják. Anglia, Németország, Japán és az USA a Kínában gyártott neodímium mágnesek legnagyobb fogyasztói. Erről meggyőződhet, ha ellátogat

A neodímium mágneseket széles körben használják egyedülálló tulajdonságaik miatt, amelyek az anyag nagy remanens mágnesezhetőségét jelentik, és azért is, mert képesek hosszú ideig ellenállni a lemágnesezésnek. 10 év alatt legfeljebb 1-2%-ot veszítenek mágnesezettségükből. Ugyanez nem mondható el azokról a mágnesekről, amelyeket korábban gyártottak.

Az USA-ban hozták létre a világ legerősebb állandó elektromágnesét, amely elegendően hosszú ideig képes 25 Tesla erővel mágneses teret generálni, kiszorítva a franciák által 1991-ben megalkotott mágnest, amely képes a 17,5 Tesla mágneses mező, erről a talapzatról. Az amerikai mágnest a University of Florida National High Magnetic Fields Laboratory állította elő 2,5 millió dollár összköltséggel, amelyet a National Science Foundation különített el erre a célra. Ahhoz, hogy el tudja képzelni ennek a mágnesnek az erejét, érdemes megjegyezni, hogy a mágnes által keltett mágneses tér 500 000-szeresen haladja meg a Föld mágneses mezőjét, miközben a mágnes mezőjének teljes ereje egy kis térben összpontosul, ahol a tudósok elvégzik a kísérleteiket.

Az új mágnes számos előnnyel rendelkezik elődeihez képest. Amellett, hogy 43%-kal erősebb mágneses teret hoz létre, 1500-szor nagyobb teret biztosít, ahol erős mágneses tér van jelen, lehetővé téve a tudósok számára, hogy különféle kísérleteket végezzenek. A mágnestesten 4 db, különböző oldalról érkező, 6 x 15 centiméteres lyuk található, amelyeken keresztül lézerfénysugarak vezethetők át a mágneses téren, valós idejű tudományos adatokat nyerve a mágneses tér hatása alá helyezett mintákból.

A tudósok és mérnökök egy új mágnes gyártása mellett döntöttek egész sor különféle technikai problémák. Maga a mágnes két részből áll, amelyek néhány centiméter távolságra vannak egymástól. Az erő, amellyel a mágnes ezen felei egymáshoz vonzódnak, 500 tonna, és a szerkezet integritásának biztosításához speciális anyagok használatára és szokatlan tervezési megoldásokra volt szükség. Az elektromágnes tekercselésein átfolyó áram erőssége 160 kiloamper, percenként több mint 13 ezer liter vizet pumpálnak át rajta a szerkezet hűtésére.

Egy új mágnes gyártása teljesen új távlatokat nyit a kutatások számára a legkülönfélébb területeken, mint például a nanotechnológia, az optika és a félvezetőkutatás. De mindenekelőtt a mágnest a tulajdonságok optikai mérésével kapcsolatos kísérletekhez szánják. különféle anyagok... Az új mágnessel végzett jövőbeni felfedezések az anyagok minőségének és jellemzőinek javítására szolgálnak majd, ami lehetővé teszi új típusú félvezetők és chipek beszerzését a következő generációs számítógépekhez. Az új mágnes használatával a fizika, a kémia és a biokémia különböző területein lehet majd új kísérleteket végezni.

A legerősebb mágnes képes több mint 100 Tesla indukciós mező létrehozására

A 100 Tesla erejű állandó mágneses tér létrehozása közel másfél évtizede a Los Alamos Nemzeti Laboratórium tudósai által megoldott feladatok egyike. És csak a közelmúltban sikerült ezt megtenniük, egy hatalmas, hét tekercskészletből álló, 8200 kilogramm össztömegű elektromágnes, amelyet egy hatalmas, 1200 megajoule kapacitású elektromos generátor hajt meg, 100 Tesla mágneses térimpulzust generált. . Összehasonlításképpen érdemes megjegyezni, hogy ez az érték 2 milliószor nagyobb, mint a Föld mágneses terének erőssége.

A mágneses tér egy Tesla erővel megegyezik a középső hangszóró tekercsében létrehozott mágneses térrel. A mágneses rezonancia képalkotó gép mágnese nagy felbontású körülbelül 10 Tesla mezőt generál. A mágneses térerősség másik végén a neutroncsillagok állnak, amelyek mágneses térereje meghaladhatja az 1 millió Teslát. A Los Alamos tudósai tehát még nagyon messze vannak a neutroncsillagtól, de a mágnesük 100 Tesla indexe már a rendkívül erős mágneses mezők tartományába esik.

Nagyon fontos, hogy a Los Alamos mágnesben a mágneses mező legerősebb impulzusai ne vezessenek magának a mágnesnek a szerkezetének tönkretételéhez vagy integritásának megsértéséhez. A kísérlet során összeomlott elektromágnes által generált mágneses térerősség rekordértéke 730 Tesla, és egy speciális kialakítású mágnes és körülbelül 180 kilogramm tömegű robbanóanyag segítségével a szovjet tudósoknak egy időben sikerült mágneses térimpulzust létrehozniuk. 2800 Tesla erővel ...

Milyen célokra használják az ilyen erős mágneseket? A Los Alamos labor sajtóközleménye egy szót sem szól szuperfegyverről vagy az éghajlat globális szintű befolyásolásának eszközéről. Javaslom, hogy a legerősebb mágneses tereket használják fel a különböző anyagok tulajdonságainak, kvantumfázis-átalakulások és egyéb anyagok vizsgálatára. tudományos kutatás erős nukleáris kölcsönhatásokhoz kapcsolódnak.

Források: neodim-ural.ucoz.ru, www.bolshoyvopros.ru, joy4mind.com, www.dailytechinfo.org, www.nanonewsnet.ru, www.agroserver.ru, www.ngpedia.ru

Az autó egy szellem

Már több mint 2 millió megtekintést gyűjtött össze az a videó, amelyen a semmiből felbukkanó szellemautó látható egy kereszteződésben. Képzeld, honnan ugrott le...

Bretoni törpék: Goriki

Bretagne-ban a törpekben vagy gnómokban hisznek, akiket az ország különböző részein kryonoknak, kuriloknak vagy gorikoknak hívnak. Utolsó dolog...

A Bigelow Aerospace "felfújható modulok" ipari gyártására készül

A Bigelow űrben lakható modulokat gyártó cégként ismert, és elbocsátott néhány alkalmazottat, mivel el akar költözni a K+F-től...