Cientistas americanos criam o ímã mais forte do mundo

Cientistas quebraram o recorde de força de campo magnético contínuo, de acordo com um novo estudo. O National High Magnetic Field Laboratory (laboratório de altos campos magnéticos nacionais, em tradução livre, também conhecido como MagLab), da Universidade Estadual da Flórida, possui o mais forte ímã contínuo do mundo para ser usado para fins científicos, com 45 teslas. Isso é cerca de 10 vezes mais forte que uma máquina de ressonância magnética hospitalar. Agora, pesquisadores do laboratório anunciaram a criação de um ímã de 45,5 teslas. Não parece um grande salto, mas abre o caminho para ímãs ainda mais fortes, baseados nos princípios da supercondutividade.

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O magnetismo é uma propriedade da matéria, normalmente gerada por cargas elétricas em movimento. Os cientistas criam campos magnéticos fortes usando bobinas (também chamadas de solenoides) de fio. Quando uma carga elétrica passa pelo fio, isso gera um campo magnético dentro da bobina. Aumentar a densidade da corrente através da bobina leva a um campo magnético mais forte.

Por duas décadas, 45 teslas foi o campo magnético de corrente contínua — ou seja, um campo magnético que não muda sua direção — mais forte que os cientistas puderam produzir. Esse ímã é a peça central do MagLab e consiste (entre outros componentes) de um “ímã resistivo”, ou seja, uma bobina de cobre gerando 33,6 teslas dentro de uma bobina feita do supercondutor Nb3Sn (nióbio-3-estanho).

Ele precisa de 31 megawatts de energia para funcionar — mais do que a potência máxima de alguns submarinos nucleares. Como o fio de cobre gera calor à medida que a corrente passa, ele requer milhares de galões de água refrigerada sejam usados para arrefecimento.

Seungyong Hahn, professor associado da Faculdade de Engenharia da FAMU-FSU e cientista do MagLab, liderou a equipe de construção do novo ímã, que tem aproximadamente o tamanho de uma lata de cerveja.

O “Little Big Coil 3” possui um ímã supercondutor dentro de um ímã resistivo e, em vez de usar nióbio-estanho, ele usa uma fita revestida com um tipo de supercondutor de “cuprate” chamado REBCO (sigla em inglês para terra-rara-bário-cobre-óxido), que adquire a supercondutividade em altas temperaturas. A fita tem a largura de apenas um fio de cabelo e pode ser enrolada de maneira bem apertada, aumentando a densidade da corrente elétrica e, portanto, a intensidade do campo magnético.

A equipe também deixou de lado o isolamento que ajudaria a direcionar a corrente, mas poderia fazer com que o supercondutor perdesse suas propriedades supercondutoras. Deixar isso de lado aumenta a densidade da corrente e permite uma interrupção mais segura, de acordo com o artigo publicado na Nature.

Campos magnéticos intensos como esses geralmente são mais úteis para aplicações científicas básicas, como tentar entender as propriedades de novos materiais. É importante observar que esse experimento é uma prova de conceito, o que significa que os cientistas ainda não criaram uma ferramenta confiável para ser implementada em experimentos.

O real significado desta pesquisa é que ela fornece uma base para construir ímãs ainda mais poderosos usando esses supercondutores de óxido de cobre, disse David Larbalestier, cientista chefe de materiais do MagLab, ao Gizmodo. Para os cientistas que estudam o magnetismo, agora há ímãs ainda mais fortes no horizonte.