没有超导体的更强磁场?科学家说是

两位德国物理学家揭示了一种紧凑的磁铁布局,该布局的表现优于著名的Halbach阵列,提供了更强大,更均匀的磁场,而没有笨重的超导体。他们的3D打印环堆匹配分析预测,并可以在为悬浮技术和粒子加速器开门时削减MRI机器的成本。磁场生成物理学家的突破[...]

来源:SciTechDaily
利用紧凑型磁铁和 3D 打印环,科学家们解锁了更强、更均匀的磁场,这可能会彻底改变 MRI 和磁悬浮。图片来源:Shutterstock

两位德国物理学家推出了一种紧凑的磁体布局,其性能优于著名的 Halbach 阵列,无需笨重的超导体即可提供更强、更均匀的磁场。

他们的 3D 打印环形堆栈与分析预测相符,可以大幅削减 MRI 机器的成本,同时为悬浮技术和粒子加速器打开大门。

磁场产生的突破

拜罗伊特大学的物理学家 Ingo Rehberg 和美因茨约翰内斯古腾堡大学的 Peter Blümler 推出了一种利用日常永磁体创建平滑、均匀磁场的新方法。它们的紧凑设置击败了经典的哈尔巴赫排列,后者仅适用于不可能的无限长度的磁铁。

在现实世界中,有限的尺寸,新设计提供了更强的场和更好的均匀性。这一突破发表在《应用物理评论》上,这是一份领先的期刊,重点介绍了物理学与工程学、材料科学、化学、生物学和医学的结合所取得的进展。

应用物理评论

经典 Halbach 数组的局限性

当工程师需要整洁、均匀的磁场时,他们经常会求助于 Halbach 阵列。这个想法假设你可以将很长的磁铁排列成一个圆圈,以便它们的磁场在中心完美融合。实际上,真正的磁铁是有限的。一旦将阵列缩小到可用大小,魔力就会消失:场强从一个点摆动到另一个点,并且该设置不再声称具有最佳性能。雷伯格和布吕姆勒优化的三维排列修复了这些缺陷,为科学家和工程师提供了一个强大的新工具,用于需要强大、均匀磁场的技术。

创新的 3D 磁铁配置

现实世界的影响和应用

DOI: 10.1103/9nnk-jytn 不错过任何突破:加入 SciTechDaily 时事通讯。