Elméletileg létrehozható egy fekete lyuk keltette mágneses mező itt a Földön
2020 / 10 / 16 / justin.viktor
Elméletileg létrehozható egy fekete lyuk keltette mágneses mező itt a Földön
Egy új kutatás eredményei szerint a Földön is képesek lehetünk olyan erős mágneses mezőket létrehozni, melyeket eddig csak a fekete lyukaknál vagy neutroncsillagoknál észleltünk. Ezek szinte elképzelhetetlenül hatalmas erejű mágneses mezők lennének.

Mikrotubulusok

Az ilyen erős mágneses mezőket úgy hozzák létre, hogy mikrotubulusokat bombáznak lézersugárral. Ez a fizikai alapkutatások szempontjából kiemelkedően fontos, az anyagtudomány, és a csillagászat területein - derült ki nemrég egy új kutatásból, melyet Masakatsu Murakami, az Oszakai Egyetem mérnöke és munkatársai végeztek. A tanulmány október 6-án jelent meg a Scientific Reports nyílt hozzáférésű folyóiratban.

Mi a mikrotubulus

A mikrotubulusok a tubulin polimerei, melyek a citoszkeleton fő építőelemei, ezeknek köszönhető az eukarióta sejtek szerkezete és alakja. A mikrotubulusok akár 50 mikrométeresre is megnőhetnek,  és nagyon dinamikusak. A külső átmérőjük 23 és 27  nanométer között van, míg a belső 11 és 15 nanométer  között. A mikrotubulus leggyakoribb formája 13 protofilamentumból áll, csőszerű elrendezésben.

A Földön megtapasztalható legtöbb mágneses mező nem különösebben erőteljes. A kórházakban használatos mágnesesrezonancia-képalkotás (MRI) tipikusan egy tesla vagy 10 ezer gauss erősségű mezőket hoz létre. Összehasonlításképp: a Föld mágneses mezeje, ami az iránytűk északi irányba történő beállásáért felel, valahol 0.3 és 0.5 gauss erősség körül lehet. Néhány kísérleti MRI berendezés 10,5 tesla vagy 105 ezer gauss erősségű mágneses mezőket használ, és lezajlott már egy olyan, az eddigi maximumot jelentő kísérlet is 2018-ban, melynek során körülbelül 1200 tesla, vagyis nagyjából egy kilotesla erősségű mező jött létre. 

1 millió tesla

Az új szimulációk szerint talán lehetséges lenne 1 megatesla, azaz egy millió tesla erejű mágneses mező előállítása is. Murakami és kutatócsapata számítógépes szimuláció és modellezés segítségével azt találták, hogy amennyiben ultranagy intenzitású lézersugárral céloznak meg mindössze néhány mikron átmérőjű üreges csöveket, akkor az olyan erős energiát adna át a csövek falában található elektronoknak, hogy azok kilépnének a cső falából egyenesen annak üreges közepébe, összerobbantva ezzel a csövet. 

Az ultra-forró elektronok és a cső összerobbanásának következtében létrejövő vákuum kölcsönhatásai elektromos áramot indítanának.  Az elektromos töltések áramlása köztudottan mágneses mezőt hoz létre, ebben az esetben a meginduló  áram képes lehet felerősíteni a már meglévő mágneses mezőt két vagy akár három nagyságrenddel is, ahogy az a kutatásból kiderült.

A megatesla nagyságrendű mágneses mező nem maradna fent sokáig, nagyjából 10 nanoszekundum elteltével megszűnne, de ez a modern fizikai kísérletek rendkívül rövid időtartamokkal dolgozó világában már bőven több mint elegendő időtartam a dolog tanulmányozásához. 

Ami kell hozzá, már készen van

Murakami és kutatói szuperszámítógépekkel végzett számításokkal ellenőrizték  feltételezéseik helyességét, az ultra-nagy mágneses mezők létrehozhatóságáról. Úgy számoltak, hogy nagyjából 0,1-1 kilojoule impulzus energiájú lézerrendszerre lenne szükség, melynek összteljesítménye 10-100 petawatt. (A petawatt milliószor milliárd wattot jelent)

Tíz petawattos lézereket már telepítettek, az Európai Extreme Light Infrastructure lézereinek részeként és a Science Magazine 2018-as beszámolója szerint Kínai kutatók egy 100 petawattos lézert építenek, melynek Station of Extreme Light lesz a neve. 

Hihetetlen, de úgy tűnik, hogy a Föld nevű bolygón tehát minden rendelkezésre áll ahhoz, hogy egy átlagos közepes méretű fekete lyuk által keltett mágneses mezőt létrehozzuk, és tanulmányozzuk annak hatásait.

Az ultra-erős mágneses terek a fizikai alapkutatások Szent Grálját, a sötét anyagot is segíthetnek kimutatni és jobban megismerni. Ahhoz is nélkülözhetetlenek, hogy bent tartsák és kezeljék az ultraforró plazmát a fúziós reaktorokban, ami a jövő fenntartható energiaellátásának egyik pillére lehet.

(Forrás: Scientific Reports Kép: Wikipédia)

Ha tetszett ez a cikk, kövess minket a Facebookon is!


 


Rakéta az Instagramon is!
Kövesd be, később jól jársz majd!
Először vagy itt? Ez itt a Rakéta!
Olvasd el főszerkesztőnk beköszönőjét, mire számíthatsz tőlünk!
Ezek is érdekelhetnek

Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.