რატომ მუშაობს მაგნიტები უკეთესად, როდესაც ისინი ცივი არიან?

მაგნიტების ეფექტურობის გაზრდა, იქნება ეს ხელოვნური ზეგამტარ მაგნიტები თუ რკინის ნაჭრები, შეიძლება განხორციელდეს მასალის ან მოწყობილობის ტემპერატურის შეცვლით. ელექტრონის ნაკადის და ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების მექანიკის გაგება მეცნიერებსა და ინჟინრებს საშუალებას აძლევს შექმნან ეს ძლიერი მაგნიტები. მაგნიტური ველის გაუმჯობესების შესაძლებლობის გარეშე, ტემპერატურის შემცირებით, სასარგებლო მაღალი სიმძლავრის მაგნიტები, როგორიცაა მაგნიტურ-რეზონანსული ტომოგრაფიის აპარატებში, მიუწვდომელი იქნება.

პარამეტრს, რომელიც აღწერს მოძრავ მუხტს, ეწოდება მიმდინარე. მაგნიტური ველი წარმოიქმნება, როდესაც მიმდინარე მასალა გადადის მასალაში. დენის გაზრდა წარმოქმნის უფრო ძლიერ მაგნიტურ ველს. მასალების უმეტესობისთვის, მოძრაობაში დამუხტული ნაწილაკი არის ელექტრონი. ზოგიერთი მაგნიტის შემთხვევაში, მაგალითად, მუდმივი მაგნიტი, ეს მოძრაობები ძალიან მცირეა და ხდება მასალის ატომებში. ელექტრომაგნიტებში მოძრაობა ხდება მაშინ, როდესაც ელექტრონები გადადიან მავთულის ხვიაზე.

ნაწილაკის მუხტის ან მისი მოძრაობის სიჩქარის გაზრდა ზრდის მიმდინარეობას. ბევრი არ შეიძლება გაკეთდეს ელექტრონის მუხტის გაზრდის ან შემცირებისთვის - მისი მნიშვნელობა მუდმივია. ამის გაკეთება არის ელექტრონის მოძრაობის სიჩქარის გაზრდა და ეს შეიძლება განხორციელდეს წინააღმდეგობის შემცირებით.

წინააღმდეგობა, ისევე როგორც ეს სიტყვა გულისხმობს, აფერხებს დენის ნაკადს. თითოეულ მასალას აქვს საკუთარი წინააღმდეგობის მნიშვნელობა. მაგალითად, სპილენძი გამოიყენება ელექტროგაყვანილობისთვის, რადგან მას აქვს ძალიან დაბალი წინააღმდეგობა, ხოლო ხის ბლოკს აქვს ძალიან მაღალი წინააღმდეგობა და ცუდი გამტარია. მასალის წინააღმდეგობის შეცვლის უმარტივესი გზაა მისი ტემპერატურის შეცვლა.

წინააღმდეგობა პირდაპირ დამოკიდებულია ტემპერატურაზე - რაც უფრო დაბალია მასალის ტემპერატურა, მით ნაკლებია წინააღმდეგობა. ეს ეფექტი ზრდის მაგნიტური ველის მიმდინარეობას და შესაბამისად სიძლიერეს. გამტარ მასალების ტემპერატურის დაწევა უმარტივესი და ყველაზე ეფექტური საშუალებაა დღეს გამოყენებული მძლავრი მაგნიტების დასამზადებლად.

ზოგიერთ მასალას აქვს ტემპერატურა, რომელზეც წინააღმდეგობა თითქმის ნულამდე ვარდება. ეს ახდენს ძაბვის თითქმის პროპორციული მიმდინარეობას და ქმნის ძალიან ძლიერ მაგნიტურ ველებს. ეს მასალები ცნობილია როგორც სუპერგამტარები. ფიზიკის მეცნიერისა და ინჟინრის მიხედვით, ამ მასალების ცნობილი ჩამონათვალი ათასობით ითვლება. ამ პრინციპიდან გამომდინარე, ნიდერლანდში, ნიჯმეგენში, რადბუდის უნივერსიტეტის მაღალი მაგნიტური ველის ლაბორატორია, მოქმედებს მაგნიტი, რომელიც იმდენად ძლიერია, რომ ჩვეულებრივ არა მაგნიტური ობიექტები, მაგალითად, ბაყაყი, შეიძლება მაგნიტურ ველი