L'augmentation de l'efficacité des aimants, qu'il s'agisse d'aimants supraconducteurs artificiels ou de morceaux de fer, peut être obtenue en modifiant la température du matériau ou du dispositif. La compréhension de la mécanique du flux d'électrons et de l'interaction électromagnétique permet aux scientifiques et aux ingénieurs de créer ces puissants aimants. Sans la possibilité d'améliorer les champs magnétiques en abaissant la température, les aimants de haute puissance bénéfiques, tels que ceux utilisés dans les appareils d'IRM, seraient hors de portée.
Actuel
Le paramètre qui décrit une charge en mouvement est appelé courant. Un champ magnétique est généré lorsqu'un courant traverse un matériau. L'augmentation du courant génère un champ magnétique plus puissant. Pour la plupart des matériaux, la particule chargée en mouvement est l'électron. Dans le cas de certains aimants, tels que les aimants permanents, ces mouvements sont très faibles et se produisent à l'intérieur des atomes du matériau. Dans les électro-aimants, le mouvement se produit lorsque les électrons traversent une bobine de fil.
Courant croissant
L'augmentation de la charge de la particule ou de la vitesse à laquelle elle se déplace augmente le courant. On ne peut pas faire grand-chose pour augmenter ou diminuer la charge de l'électron - sa valeur est constante. Ce qui peut être fait, cependant, c'est d'augmenter la vitesse à laquelle l'électron se déplace, et cela peut être accompli en abaissant la résistance.
La résistance
La résistance, tout comme le mot l'indique, empêche la circulation du courant. Chaque matériau a sa propre valeur de résistance. Par exemple, le cuivre est utilisé pour le câblage électrique car il a une très faible résistance, alors qu'un bloc de bois a une très haute résistance et fait un mauvais conducteur. La façon la plus simple de changer la résistance d'un matériau est de changer sa température.
Température
La résistance dépend directement de la température: plus la température du matériau est basse, plus la résistance est faible. Cet effet augmente le courant et donc la force du champ magnétique. Abaisser la température des matériaux conducteurs est le moyen le plus simple et le plus efficace de fabriquer les puissants aimants utilisés aujourd'hui.
Supraconducteurs
Certains matériaux ont des températures auxquelles la résistance tombe presque à zéro. Cela rend le courant presque exactement proportionnel à la tension et crée des champs magnétiques très puissants. Ces matériaux sont appelés supraconducteurs. Selon Physics for Scientist and Engineers, la liste connue de ces matériaux se compte par milliers. Sur la base de ce principe, le High Magnetic Field Laboratory de l'Université Radboud de Nijmegen, aux Pays-Bas, actionne un aimant qui est si puissant que normalement des objets non magnétiques, comme une grenouille, peuvent être mis en lévitation dans un champ magnétique domaine.