Az alig 250 fős lélekszámú Fertőbozon, a Széchenyi István Geofizikai Obszervatóriumban nyitották meg hivatalosan szeptember 15-én az első magyar mágnesesen árnyékolt laboratóriumot, amely nemzetközi szinten mérve is különleges építménynek számít és amelyben olyan geofizikai, orvostudományi vagy éppen űrkutatási vizsgálatokra nyílik lehetőség, amelyeket csak ebben a mágnesesen tiszta környezetben lehetséges elvégezni. A mágneses tiszta állapot azt jelenti, hogy az épület szerkezetében felhasznált anyagok és mágnesrendszerek révén a földitől eltérő mágneses körülményeket alakítanak ki:

olyannyira csökkentik a Föld mágneses terének befolyását, hogy a világűrben (illetve annak bizonyos régióiban) uralkodó állapotokhoz hasonló teret tudnak létrehozni.

Hogyan alakítják ki ezt a speciális környezetet?

A Hun-Ren Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet és a Hun-Ren Wigner Fizikai Kutatóközpont konzorciuma által megvalósított projekt keretében épült laboratórium nem véletlenül került éppen a Széchenyi István Geofizikai Obszervatórium területére, a hely ugyanis geofizikailag igen csendes környezetnek számít és az obszervatóriumban végzett vizsgálatoknak köszönhetően, aminek során a bolygó geomágneses terét másodperces gyakorisággal és nagy pontossággal mérik, a kellően friss adatok is biztosítottak a földi térrel ellentétes irányú kompenzáló tér kialakításához.

Ezt a teret egy aktív kompenzáló rendszer teremti meg, amely a csarnok falain található: az úgynevezett Merritt geometriájú tekercsrendszer meghajtó áramát folyamatosan, a geomágneses tér pillanatnyi állapotának megfelelő mértékben módosítják, ezáltal a kompenzáló tér mindig megfelelően erős hatást tud kifejteni. A tekercsrendszer központi tartományában így nT (nanoTesla) pontossággal lehet null mágneses teret előállítani.

A laboratórium második védelmi vonalát a passzívan működő, de szintén fontos szerepet játszó rendszer jelenti: ezt többek között a létesítményt alkotó anyagok körültekintő kiválasztásával valósították meg az építkezés alatt. Magát a kocka alakú fogadóépületet kizárólag mágnesezhető anyagoktól mentes összetevők felhasználásával készítették el, azaz főként fagerendák alkotják és vasbetont egyáltalán nem tartalmaz. A laboratórium bemutatóján az építési munkákat végző Ubrankovics Kft. munkatársa, U. Nagy Gábor elmondta,

egy ilyen épület tervezése rendkívül nagy kihívás, amilyen egy építész életében csak egyszer adódik.

A tervezők, U. Nagy és Fóth Zoltán nagy segítséget kaptak azonban a kutatóktól, Esztergomi Viktortól és Lemperger Istvántól, a Hun-Ren Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet tagjaitól, akik olyan érzékletesen festették le a kamrához kapcsolódó fizikai folyamatokat, hogy az építészek egyből látták maguk előtt az aktív kompenzálást végző mágnestekercsek térbeli helyzetét és a kamra leendő elhelyezkedését. Ahogy azt U. Nagy Gábor kifejtette, az épület kialakítását a fizikai folyamatok határozták meg - mivel a fogadóház lényegében diagonálisan áll észak-déli irányba, a függőleges kétirányú tekercsek menetszámai szinte azonosak.

A passzív részhez tartozik egy 3x3 méteres árnyékoló kamra, amelyet µ-metal ötvözetből készült lemezekkel burkoltak, ezek védenek a statikus mágneses tér hatása ellen. A nagyfrekvenciás elektromágneses zavarokat a kamra két µ-metal rétege közötti légrésben elhelyezett, vastag, jól vezető fémréteg Faraday-kalitkaként árnyékolja. Az aktív és passzív fokozatok együttesen néhányszor 10pT nagyságrendre redukálják a felszíni geomágneses teret a kamrában a laboratórium leírása szerint.

A passzív védelem miatt használt fagerendák miatt az épület különleges hangulattal bír, de a tervezés folyamán nehézségeket is jelentett a megfelelő anyagok kiválasztása: Lemperger István elmondása szerint minden csavaranyagot külön kellett megvizsgálni és csak olyan kerülhetett a házba, ami nem mágnesezhető jellege miatt nem jelent kockázatot a labor működésére nézve. A kábelrengeteget is bonyolult munkával tudták a helyére illeszteni, összességében legalább 10-12 kilométernyi kábel található az épületben.

Mire alkalmas a mágnesesen árnyékolt laboratórium?

A speciális környezetben mágnesesség szempontjából olyan körülmények uralkodnak, mint a bolygóközi térben, pontosabban a Hold környékén, a statikus és dinamikusan változó geomágneses terek megtisztításával ugyanis lényegében mágnesesen láthatatlan mező jön létre a kamra belsejében. Ennek következtében azok a nagyon gyenge mágneses tereket keltő folyamatok, amelyeket máshol nem lehetne megfelelően érzékelni, itt kimutathatóvá és mérhetővé válnak. Ilyen például az agyi aktivitás is, amelynek működését a laboratóriumban jobban lehet tanulmányozni, de egyes kőzetek vagy ötvözetek vizsgálatát is csak ezen a helyen tudják megvalósítani a szakértők.

Biofizikai kutatások során a magnetotaktikus baktériumoknak és a Föld mágneses tere alapján tájékozódó élőlények mágneses receptorainak vizsgálatára alkalmas a helyszín.
A humán kutatások több területe is új lendületet kaphat: az agykutatások során az invazív módszerek helyett inkább a mágneses teret lehet majd mérni például az itt kifejlesztett, új típusú mágnesekkel vagy a magzatok tanulmányozását elvégezni ilyen módon.

Az űrkutatási projekteket is elősegíti a kamra, mivel itt lehetővé válik a világűrbe induló eszközök saját mágneses terének meghatározása, ami fontos a szondák mágneses tisztaságának biztosítása szempontjából. A laboratóriumban terveznek telepíteni egy lézertechnikán alapuló SERF (Spin Exchange Relaxation Free) magnetométert is, amely a szupravezető magnetométerek riválisa lehet, de esetében nincs szükség folyékony héliumos hűtésre, ami nagyban megkönnyíti a használatát. Ez a típusú magnetométer csak rendkívül kis mágneses térben (ami körülbelül a földi térnek a tízezred része) használható megfelelően, ezért a Mágnes Nulltér Laboratórium ideális környezetet biztosít az alkalmazásához.

"A kutatók és az építészek olyan rendszert tudtak megalkotni, ami sehol máshol nincs a világon. Ilyen méretben, ilyen komplex kompenzálási rendszerekkel még nem hoztak létre ehhez hasonló mérőpontot."

- jelentette ki Ferencz Orsolya, űrkutatásért felelős miniszteri biztos az átadón, hozzátéve, hogy az itt zajló kutatási munkák eredményei gazdasági szempontból is hasznosulni fognak és ez az irány, a tudomány és a gazdaság egymásra találása, meghatározó szerepet játszik az elkövetkező időszak innovációs stratégiájában, amit a Neumann János Programban körvonalaztak.

(Fotó: Bobák Zsófia/raketa.hu)