Este imã superforte literalmente explodiu as portas reforçadas de um laboratório em Tóquio

Por , em 30.09.2018

No centro de Tóquio, em uma sala segura, fica um ímã capaz de gerar um dos campos magnéticos mais poderosos da Terra, quando uma corrente elétrica passa por ele.

Quão poderoso?

Bom, na última vez que os cientistas o ligaram, ele literalmente explodiu as pesadas portas do laboratório, projetadas para mantê-lo contido.

Poder incrível

O ímã mais poderoso que a maioria das pessoas tem alguma chance de encontrar em toda a sua vida é o que fica dentro de uma máquina de ressonância magnética. As mais avançadas chegam a 3 teslas (tesla é uma medida de intensidade magnética).

O campo magnético gerado pelo pesquisador japonês Shojiro Takeyama da Universidade de Tóquio e seus colegas, no entanto, atingiu recentemente uma força de 1.200 teslas.

Ultrapassar a marca de 1.000 teslas foi um marco importante em um esforço de engenharia que remonta à década de 1970.

Para chegar a essa intensidade, Takeyama e sua equipe bombearam megajoules de energia em uma bobina eletromagnética pequena e precisamente projetada, a 5 quilômetros por segundo. Ao entrar em colapso, o campo magnético no interior da bobina é “espremido” em um espaço cada vez mais apertado, até que sua força atinge o pico antes da bobina destruir-se completamente.

Campos magnéticos fortes

Poucos experimentos se comparam a esse.

Em alguns testes realizados entre 1960 e 2001, pesquisadores russos e americanos detonaram explosivos em torno de eletromagnetos para criar brevemente poderosos campos magnéticos de até 2.800 teslas.

“Eles não podem conduzir esses experimentos em laboratórios internos, então geralmente conduzem tudo ao ar livre, na Sibéria [Rússia] ou em algum lugar amplo em Los Alamos [Novo México, EUA]. E eles tentam fazer uma medição científica, mas por causa dessas condições é muito difícil fazer medições precisas”, explica Takeyama.

Outra forma de gerar campos magnéticos superopoderosos requer lasers, mas os campos gerados são minúsculos até mesmo para os padrões da física, tornando-os similarmente problemáticos para os tipos de experimentos nos quais o laboratório da Universidade de Tóquio está interessado.

Por que precisamos de campos magnéticos intensos?

O objetivo de construir um imã tão forte é estudar propriedades físicas ocultas de elétrons, inacessíveis em circunstâncias normais.

Takeyama e sua equipe querem colocar diferentes materiais dentro de seu dispositivo, para estudar como seus elétrons se comportam.

Sob essas condições extremas, os modelos convencionais desmoronam. Takeyama não sabe exatamente o que acontecerá com os elétrons em situações tão extraordinárias, mas estudá-los nos momentos imediatamente anteriores à autodestruição da bobina deve revelar propriedades normalmente invisíveis à ciência.

Campos magnéticos extremamente poderosos também têm possíveis aplicações na engenharia de fusão. Por exemplo, para manter o plasma quente de uma reação de fusão contido, longe das paredes dos contêineres.

Vídeo

O problema com a construção de campos magnéticos tão poderosos é que, como neste caso, muitas vezes eles se destroem dentro de momentos de sua criação. O campo – e o processo de criá-lo – inevitavelmente exerce tanta energia no dispositivo que pelo menos algum elemento queima ou colapsa sobre si mesmo.

Takeyama disse que a vantagem de seu método é que ele é relativamente robusto em comparação com campos gerados por lasers ou dispositivos explosivos. É grande o suficiente para conter uma quantidade substancial de material, não requer explosivos e tem uma vida útil de algumas dezenas de microssegundos – várias vezes mais do que os campos gerados a laser.

Além disso, enquanto a bobina em si é destruída, a máquina circundante sobrevive ao processo praticamente intacta.

Confira o que aconteceu da última vez que o dispositivo foi ligado, quando foi alimentado com 3,2 megajoules para o experimento que produziu o campo magnético de 1.200 teslas:

Vem mais por aí

O dispositivo não é tão destrutivo em comparação com os experimentos explosivos da Sibéria e de Los Alamos. Ainda assim, toda vez que o ímã é usado, Takeyama e sua equipe tem um longo e trabalhoso processo de limpeza e reparos.

A equipe deve fabricar uma nova bobina magnética em dimensões superprecisas para cada experimento. O tempo típico de espera entre os testes é de dois a cinco meses.

Mais para a frente, Takeyama espera aumentar o poder de sua máquina, eventualmente alcançando a marca de 5 megajoules e 1.800 teslas. Mas ele não está com pressa.

Primeiro, ele e sua equipe querem explorar o máximo possível o que podem aprender na faixa de 1.200 teslas. Depois, há o problema da segurança à medida que as energias envolvidas aumentam. Por enquanto, a equipe apenas reforçou as portas do seu laboratório.

Um artigo sobre o experimento foi publicado na revista científica Review of Scientific Instruments. [LiveScience]

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3 comentários

  • Jefferson Viana:

    O que aconteceria com um ser vivo perto de um ímã tão forte?

    • Cesar Grossmann:

      Alguns anos atrás fizeram um sapo levitar em um campo magnético super forte. O sapo não foi afetado. Extrapolando para outros animais, acho que não acontece nada.

  • Guilherme Junqueira de Almeida:

    Isso sim é que é uma notícia atraente.

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