Obwohl die meisten von uns Magnete mit einfachen Geräten assoziieren, geschehen in wissenschaftlichen Labors wahre Wunder, die unsere Zukunft verändern können. Chinesische Forscher haben gerade etwas geschafft, was bis vor kurzem noch unmöglich schien. Ihre neueste Errungenschaft im Bereich Magnetismus könnte die Entwicklung von Technologien beschleunigen, von denen wir schon seit Jahrzehnten träumen. Eine wichtige Rolle dabei spielt ein Magnetfeld, das alle Rekorde bricht.
Die Kraft, die in der Kälte verborgen ist
Am Institut für Plasmaphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Hefei ist es gelungen, ein Magnetfeld mit einer Intensität von 35,1 Tesla zu erzeugen. Das sind fast 8 % mehr als der bisherige Rekord aus dem Jahr 2019. Zum Vergleich: Das natürliche Magnetfeld der Erde beträgt nur 0,00005 Tesla, was bedeutet, dass das chinesische Gerät eine Kraft erzeugt hat, die mehr als 700.000 Mal so stark ist.
In einem Testversuch wurde der Magnet auf 35,1 Tesla angeregt und arbeitete 30 Minuten lang stabil, beschreiben die Autoren des Durchbruchs.
Entscheidend war nicht nur das Erreichen solcher Extremwerte, sondern auch die Aufrechterhaltung der Stabilität während einer ganzen halben Stunde. Erst danach wurde das Gerät sicher abgeschaltet. Den Erfolg verdanken wir der Kombination zweier unterschiedlicher Ansätze zur Supraleitung. Die Wissenschaftler entwickelten ein Hybridsystem, das Hochtemperaturspulen mit Niedertemperaturmagneten kombiniert. Diese Konfiguration ermöglichte es, die Stabilität unter extremen Bedingungen zu erhalten, bei denen gleichzeitig sehr niedrige Temperaturen und extrem starke Magnetfelder vorhanden sind. Das war keine leichte Aufgabe. Das Team musste Probleme mit Spannungskonzentrationen, Abschirmungseffekten und komplexen Mehrfeldwechselwirkungen lösen. Die Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit dem Hefei International Applied Superconductivity Center, dem Institute of Energy und der Tsinghua-Universität durchgeführt.
Wie kann man die erzielten Erfolge nutzen?
Die größten Hoffnungen werden mit der Kernfusion verbunden. Leistungsstarke Magnete sind notwendig, um „Magnetzellen” zu schaffen, die Plasma bei Temperaturen von mehreren Millionen Grad halten. ASIPP spielt eine wichtige Rolle im internationalen ITER-Projekt, und ihre jüngsten Erfolge bei der Lokalisierung supraleitender Technologien verringern die Abhängigkeit von Importen. In der Medizin können stärkere Magnetfelder die Qualität von NMR-Spektrometern, die in der Diagnostik und chemischen Forschung eingesetzt werden, erheblich verbessern. Obwohl eine breite Anwendung in Krankenhäusern noch in weiter Ferne liegt, ist die Aussicht auf genauere Diagnosen sehr verlockend.
Weitere potenzielle Anwendungen sind:
- elektromagnetische Antriebe für die Raumfahrtindustrie
- Magnetbahn-Technologien
- effizientere Energieübertragungssysteme
- Induktionsheizsysteme
Es liegt auf der Hand, dass die Errungenschaft der Chinesen uns sauberer Energie und einer besseren medizinischen Diagnostik näher bringt. Das chinesische Institut hat gezeigt, dass die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Forschungszentren zu konkreten Ergebnissen führen kann. Nun bleibt abzuwarten, ob andere Länder ihrem Beispiel folgen werden. Das Rekordmagnetfeld ist ein wichtiger Schritt, auch wenn noch viele Probleme zu lösen sind. Die Kosten für solche Technologien sind enorm, und die langfristige Stabilität erfordert weitere Untersuchungen. Dennoch ist ein deutlicher Fortschritt zu erkennen: Noch vor wenigen Jahren schienen solche Werte unerreichbar. Für den Normalbürger mögen diese Laborergebnisse weit entfernt erscheinen, aber früher oder später finden sie Eingang in den Alltag. Vielleicht werden in einigen Jahren Hochgeschwindigkeitszüge auf Magnetschwebetechnik oder sauberere Energie zum Standard werden und damit die Träume der Experten übertreffen.
