Ученым Томского политеха удалось смоделировать сверхмощное магнитное поле

Подпись: распределение интенсивности электрического (левая половина) и магнитного (правая половина) полей в полой сфере в логарифмическом масштабе

Результаты исследования описываются в статье в журнале «Annalen der physik».

Магнетизм – эффект, возникающий при взаимодействии движущихся заряженных частиц или объектов с постоянным магнитным моментом – протонов, нейтронов и электронов. Его действие описывается пространством, заполненным силовыми линиями или линиями напряженности. Магнитное поле возникает из-за движения через некоторые объекты электронов, рассказали РИА Новости ученые ТПУ.

Так, внутри звезд магнитное поле создается из-за движения электропроводной плазмы посредством перемешивания вещества звезды конвекцией. Такие поля имеют ключевое значение для эволюции небесных тел, пояснили специалисты. На Земле сверхсильные магнитные поля могут найти применение в изучении свойств звезд, плазмы и элементарных частиц, а также в дальней космической радиосвязи.

Политехникам вместе с коллегами из Хуайиньского технологического института удалось смоделировать сверхмощное магнитное поле с использованием специальных частиц – ценосфер. Ценосфера – это полый шар, заполненный воздухом. Именно тонкая диэлектрическая оболочка, по словам исследователей, вызвала эффект усиления резонанса Фано. Он же используется при построении теории рассеяния излучения наночастицами металлов и объяснения поведения квантовых точек при приложении к ним напряжения.

«Резонанс Фано наблюдается в случае взаимодействия двух колебательных процессов. Один из них описывается широкой спектральной полосой, а другой – узкой. При этом узкий контур в результате интерференции может обладать асимметричной формой», — поясняет руководитель проекта, профессор отделения электронной инженерии Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности Олег Минин.

По словам исследователя, научный коллектив достиг серьезных успехов в разработке методов генерации гигантских магнитных полей при рассеянии лазерного излучения. Ученым удалось показать, что генерация таких полей может сопровождать резонансное рассеяние света именно на немагнитных, непроводящих сферах.

«По сравнению с однородными сферами размер воздушной полости является дополнительным конструктивным параметром для настройки максимального усиления интенсивности поля. Нами показано, что за счет регулирования радиуса воздушной полости можно управлять взаимодействием светлых и темных мод в диэлектрической сфере и, как следствие, увеличивать усиление магнитного и электрического полей», — подчеркнул Олег Минин.

Ученые усилили магнитное поле в 35 миллионов раз, приблизившись к значениям магнитной индукции в нейтронных звездах-магнитерах. Их магнитное поле характеризуется значением напряжения 1 000 000 000 Тл (Тесла).

Источник: Служба новостей ТПУ