Il magnete a spirale utilizzato dall’High Field Magnet Laboratory. Crediti: Fundamental Research on Matter (FOM)
Computer, smartphone, tablet: tutta la moderna tecnologia che utilizziamo ogni giorno ha alle spalle una ricerca continua sulle proprietà dei materiali che compongono questi oggetti. E se si parla di fisica dei materiali, uno degli ingredienti fondamentali è il campo magnetico: il suo effetto può essere paragonato a quello di un gigante paio di occhiali, perché guardandoci attraverso tutte le caratteristiche della materia vengono amplificate.
Per questo la sfida è generare campi magnetici sempre più potenti, in modo da poter determinare con dettaglio sempre maggiore la struttura fisica dei corpi analizzati. Lo sanno molto bene gli scienziati dell’European Magnetic Field Laboratory, il solo in Europa dove si fa ricerca sui campi magnetici elevati, e che ieri ha festeggiato un importante traguardo.
Nella sede dell’High Field Magnet Laboratory (HFML) a Nijmegen, in Olanda, si è infatti raggiunto il record mondiale di 38 tesla in un campo magnetico continuo generato da un magnete non resistivo (ovvero, in cui la corrente elettrica percorre spirali di materiale non superconduttore, dove è necessario un sistema di raffreddamento).
I fisici dell’HFML hanno raggiunto questo risultato proprio grazie all’ottimizzazione delle spirali che compongono il magnete. Per produrre un campo magnetico più forte, le spirali devono essere attraversate da una corrente più alta, che viene sopportata grazie a una serie di fori effettuati nelle spirali stesse. regolando le dimensioni di questi fori e facendoci passare attraverso un fluido refrigerante, i ricercatori sono riusciti a trovare un equilibrio tra la temperatura e la forza del campo magnetico, arrivando agli agognati 38 tesla.
“È un passo molto significativo” ha detto Uli Zeitler, ricercatore dell’HFML. “Ora saremo in grado di determinare le proprietà dei materiali in modo più veloce ed efficiente. Prima esperimenti con campi magnetici così alti erano possibili soltanto nel laboratorio di Tallahassee, che però è sempre prenotato e non può soddisfare tutte le domande. Con il nostro magnete da 38 tesla, renderemo la ricerca sul campo magnetico disponibile per un maggior numero di scienziati”.
Il laboratorio di Tallahassee a cui si riferisce Zeitler è il National High Magnetic Field Laboratory (NHMFL), in Florida, che possiede un magnete in grado di generare un campo magnetico di 45 tesla. Si tratta però di un funzionamento diverso dal magnete olandese: quello statunitense è un magnete ibrido, parzialmente superconduttore, in cui quindi non è necessario il sistema di raffreddamento. Questo significa anche costi altissimi: il magnete di Nijmegen costa un decimo di quello di Tallahassee, 1.5 milioni di euro contro 15 milioni.
A dimostrare che l’HFML oltre al record di potenza punta anche a quello di economia: “Stiamo pianificando di costruire un secondo magnete che costi soltanto un milione di euro” ha detto Frans Wijnen, responsabile di progetto al laboratorio olandese.