Юный техник 1968-03, страница 40

тодом 750 ООО гаусс на время в 120 миллионных долей секунды. Затем удалось достичь миллиона гаусс. При таких величинах катушки сохранялись только в редких случаях, их разрывали возникающие механические силы. Миллион гаусс — это, по-видимому, предельная величина магнитного поля, которой можно достичь с помощью соленоида.

Для получения долгоживущих магнитных полей большой напряженности перечисленные способы не годятся. Ученые достигают этого уже другими путями. Один из них связан с использованием явления сверхпроводимости. Если охладить обмотку магнита до температуры, близкой к абсолютному нулю, то она станет сверхпроводящей — электрическое сопротивление уменьшится почти до нуля. Явление сверхпроводимости было открыто в 1911 году, но использовать его для создания сверхсильных магнитов не удавалось: сверхпроводимость и магнитное поле несовместимы. Однако в 1960 году было обнаружено, что ряд сплавов сохраняет сверхпроводимость и при сильных полях — например, сплав ниобия с оловом. Поле в 100 ООО гаусс не меняет его сверхпроводящих свойств. И, видимо, вскоре появятся сплавы, у которых эти свойства не будут исчезать при 150—170 тысячах гаусс.

Сверхпроводящий магнит устроен несложно (рис. на стр. 37). В сосуде Дюара с жидким гелием (его температура — 269° С) находится соленоид с обмоткой из сверхпроводящей проволоки (сплав ниобий-олово). Через обмотку вначале пропускают ток от аккумулятора. Через некоторое время его отключают, а обмотку закорачивают. Ток продолжает в ней циркулировать практически бесконечно долго: ведь ее сопротивление — ноль, значит нет потерь. Такой магнит можно сделать достаточно мощным.

Другой путь — создавать гигантские поля с напряженностью в десятки миллионов гаусс с помощью взрыва. Предположим, что удалось создать магнитное поле в 50 ООО гаусс внутри металлической трубы. Если теперь сжимать ее, то в стенках трубы возникнут электрические токи, как и в любом проводнике, пересекающем магнитные силовые линии. Но проводник с током всегда окружен магнитным полем, которое усилит существующее. (По «правилу буравчика» легко убедиться, что направление магнитного поля, создаваемого током в стенке трубы, будет совпадать с первоначальным.) Чем быстрее будут сжиматься стенки, тем сильнее токи и, значит, дополнительное магнитное поле.

Электрическое сопротивление материала стенок, скажем, равно нулю. Если мгновенно сузить трубу в 100 раз, то и магнитное поле возрастет в 100 раз — до 5 миллионов гаусс.

Очень быстро трубу можно сжать взрывом — достаточно воспламенить около 10 кг взрывчатки. Скорость «схлопывания» стенок может достигнуть нескольких километров в секунду. И весь процесс сжатия диаметра трубы от 20 см до 2 см займет около 10 миллионных долей секунды. Магнитное поле при этом быстро возрастет и в течение 1—2 миллионных долей секунды будет максимальным. Затем его рост прекратится: со стороны магнитного поля начнет действовать сила, раздувающая трубу. Эту силу часто называют магнитным давлением. Как только оно сравняется с давлением газов — сжатие прекратится, прекратится и рост магнитного поля. Направление движения стенок трубы изменится, и начальное магнитное поле магнитное поле начнет спадать.

38