WikiDer > Labor für Hochfeldmagnete
Es Labor für Hochfeldmagnete, oft kurz HFML ist eine Forschungseinrichtung der Radboud-Universität und die Institutsorganisation der NWO in der niederländischen Stadt Nimwegen. Das Labor verfügt über sehr starke Magnete, die für bahnbrechende wissenschaftliche Forschungen verwendet werden. Die extremen Bedingungen in einem Magneten offenbaren überraschende Materialeigenschaften. Die hohen Magnetfelder ermöglichen es Forschern auch, Materialien zu untersuchen, ohne sie zu zerstören.
In dem 2003 eröffneten Labor forschen Wissenschaftler aus aller Welt mit hohen Magnetfeldern, zum Beispiel an der Supraleitung: einem Zustand, in dem Strom widerstandslos durch Metall fließt, der für neue Elektronik interessant ist. Ein weiteres Beispiel ist die Anordnung von Molekülen: In einem Magnetfeld reihen sich lange Moleküle, die normalerweise verdrillt sind, ordentlich aneinander. HFML-Forscher untersuchen, wie die Moleküle angeordnet sind und welchen Einfluss dies auf Eigenschaften wie die Leitfähigkeit hat.
Die HFML wurde durch gemeinsame Investitionen der Radboud University und der FOM realisiert. Es ist eine von der Europäischen Union kofinanzierte internationale Forschungseinrichtung und ist Teil des European Magnetic Field Laboratory, kurz EMFL: der europäischen Partnerschaft der Magnetlabore in Dresden, Grenoble, Toulouse und Nijmegen.
Nobelpreisforschung
2010 gewonnen André Geim und Konstantin Novoselov das Nobelpreis für Physik für die Entdeckung von Graphen, eine Kohlenstoffschicht, die ein Atom dick ist. Graphen gilt heute als vielversprechendes Material für die Elektronik.
Ein weiteres HFML-Experiment ist das des schwimmender Frosch. Wie Menschen sind Frösche diamagnetisch: Sie können in extremen Feldern magnetisch werden. Dem Physiker Andre Geim ist es gelungen, mithilfe von Magnetfeldern des HFML die Schwerkraft aufzuheben und einen Frosch zum Schweben zu bringen. Wissenschaftler auf der Erde können zum Beispiel Schwerelosigkeit simulieren, was normalerweise ein Space Shuttle oder eine Weltraumrakete erfordert. Für diese Forschung, einige Jahre bevor er den echten Nobelpreis erhielt, gewann Geim den IgNobel-Preis, für Forschung, die einen erst zum Lachen und dann zum Nachdenken bringt.
Magnetfelder erzeugen
Um hohe Magnetfelder zu erzeugen, wird viel Strom benötigt. Das HFML verfügt daher neben einer Forschungsumgebung auch über ein Strom- und Wasserwerk sowie eine Kühlanlage. Für die Magnete stehen dem HFML 20.000.000 Watt Leistung zur Verfügung, vergleichbar mit dem Energieverbrauch von ca. 10.000 Haushalten. Um diese Leistung sicher und gleichmäßig bereitstellen zu können, verfügt das Gebäude über einen eigenen Anschluss an das Hochspannungsnetz. Während die Magnete im Einsatz sind, erhitzen sich ihre Kupferplatten blitzschnell. Die Wasseranlage und die Kühlanlage liefern kontinuierlich kaltes Wasser, das mit 140 Litern pro Sekunde durch kleine Löcher im Magneten fließt, um ein Schmelzen der Platten zu verhindern.
Weltrekord
Der HFML hat fünf Magnete im Bereich von 30 bis 37,5 Tesla an Stärke. 2014 stellte das Labor mit einem Dauermagnetfeld von 38 Tesla einen Weltrekord auf.[1] Das ist etwa eine Million Mal stärker als das Erdmagnetfeld am Äquator, 8.000 Mal stärker als ein herkömmlicher Kühlschrankmagnet und um den Faktor 10 stärker als das, was in einem MRT-Scanner verwendet wird.
Die HFML-Forscher, Ingenieure und Techniker arbeiten derzeit an einem noch stärkeren 45-Tesla-Hybridmagneten mit einer inneren Kupferspule und einer supraleitenden äußeren Spule.[2]
Externe Links
| Quellen, Anmerkungen und/oder Verweise |