На Земле могут создать магнитное поле, как у черной дыры
Такие сильные магнитные поля могут появляться при взрыве микротрубочек с помощью лазеров. Это необходимо для проведения фундаментальных исследований в области физики, материаловедения и астрономии, говорится в новой статье, написанной инженером Осакского университета Масакацу Мураками и его коллегами.
Большинство магнитных полей на Земле, даже искусственных, нельзя назвать сильными. Магнитно-резонансная томография (МРТ), как правило, производит поля силой около 1 тесла или 10 000 гауссов. Для сравнения, геомагнитное поле Земли, которое управляет стрелками компаса, составляет от 0,3 до 0,5 гаусса. Некоторые исследовательские аппараты МРТ используют поля до 10,5 тесла или 105 000 гаусс, а лабораторный эксперимент 2018 года с использованием лазеров создал поле 1200 тесла — это пока абсолютный рекорд.
В ходе нового моделирования ученые выяснили, что создание поля мегатесла, то есть поля в один миллион тесла, вполне возможно. Мураками и его команда обнаружили, что стрельба сверхинтенсивными лазерными импульсами по полым трубкам диаметром всего несколько микрон может возбудить электроны в стенках и заставить их выпрыгнуть в полый центр трубок, взрывая их. Взаимодействие сверхгорячих электронов и вакуума, создаваемого при сжатии трубки, приводит к появлению электрического тока. Поток же электрических зарядов создает магнитное поле. Более того, ток может усилить уже существующее магнитное поле на два-три порядка (в 20-30 раз).
В ходе моделирования магнитное поле мегатесла просуществовало недолго, исчезнув примерно через 10 наносекунд. Но этого времени достаточно для современных физических экспериментов.
Для создания таких магнитных полей в реальном мире потребуется лазерная система с энергией импульса от 0,1 до 1 килоджоулей и общей мощностью от 10 до 100 петаватт (петаватт — это миллион миллиардов ватт). Десятипетаваттные лазеры уже существуют, а китайские ученые планируют построить 100-петаваттный лазер под названием «Станция экстремального света», а значит скоро нас ждут удивительные открытия.