Магнит Биттера

Действие магнитного поля с индукцией 16 тесла, созданого при помощи катушек Биттера, на компактные диамагнитные объекты — диамагнитная левитация (англ.)русск.. (Шнобелевская премия по физике за 2000 год)

Магнит Биттера (соленоид или катушка Биттера) — Тип электромагнитов, использующихся для получения длительных (не импульсных) сильных магнитных полей. Изобретены Ф Биттером в 1933 году. При помощи таких магнитов получали поля с магнитой индукцией в 35 Тесла (2008 год).^[1].

Устройство

Магнит (катушка) биттера состоит из множества металлических дисков, разрезанных по радиусу (Пластины Биттера). Диски чередуются с дискообразными диэлектрическими прокладками, формируя двойную спираль. После формирования спирали в дисках проделывается несколько сотен сквозных отверстий, через которые прокачивается жидкость в целях охлаждения установки.

Первый магнит Биттера, изготовленный в 1936 году использовал медные проводящие диски и слюду в качестве изолятора. Через 600 отверстий прокачивалось 800 галлонов воды в минуту (50 литров в секунду^[2]). Электрическая мощность установки составляла 1,7-2 МВт. Магнитная индукция поля составляла до 10 Тесла (100 тыс Гс), при этом установка была работоспособна вплоть до 15,2 Тл. Данный магнит функционировал до 1962 года, при этом до 1958 года он оставался самым мощным магнитом с постоянным полем.

В современных магнитах Биттера была изменена форма разреза диска (изогнутый разрез вместо прямого) и расположение и форма охлаждающих отверстий (используются отверстия в виде щели вместо круглых). В мощных магнитах форма пластин находящихся с краев магнита может отличаться.

Основным недостатком соленоидов Биттера является их высокая потребляемая мощность из-за резистивного нагрева. Однако они все еще находят применение для получения чрезвычайно сильных полей, которые невозможно получить на сверхпроводящих магнитах (англ.)русск. (критическое поле для распространенных сверхпроводников составляет 8-28 Тл, реально используются магниты до 10-20 Тл).

Рекордные установки

В 2011 году в National High Magnetic Field Laboratory (англ.) (Tallahassee, Флорида, США) установлен магнит Биттера с максимальным стационарным полем в 36,2 тесла. Используется несколько сотен пластин Биттера, организованные в 4 цилиндрических вложеных друг в друга магнита. Электическая мощность 19.6 МВт, для охлаждения используется 139 литров воды в секунду.^[3].

Более мощные постоянные поля, вплоть до 45 Тесла, достигаются в магнитах Биттера, установленных внутри сверхпроводящего магнита.^[1]

Интересные факты

• Автором статьи о левитации диамагнитных гироскопов в поле, создаваемом магнитом Биттера^[4], стал HAMS ter Tisha.^[5]

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Coyne, Kristin Magnets: from Mini to Mighty. Magnet Lab U. National High Magnetic Field Laboratory (2008). Архивировано из первоисточника 19 сентября 2012. Проверено 31 августа 2008.
2. ↑ Магнит за три тысячелетия. Часть II "Биттер: «секрет – в охлаждении»"
3. ↑ National High Magnetic Field Laboratory - Meet the Magnets: 36.2 Tesla Resistive Magnet.(недоступная ссылка — история) Проверено 29 декабря 2011.
4. ↑ doi:10.1016/S0921-4526(00)00753-5
5. ↑ http://www.aps.org/publications/apsnews/200910/physicshistory.cfm "co-authored a paper with his favorite hamster, "Detection of earth rotation with a diamagnetically levitating gyroscope, " insisting that «H. A. M. S. ter Tisha» contributed to the levitation experiment «most directly.» "

Ссылки

• http://www.ebiblioteka.lt/resursai/Uzsienio%20leidiniai/Uspechi_Fiz_Nauk/1966/4/r664d.pdf //УФН1966 апрель, том 88 вып 4
• СВЕРХСИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ// Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
• http://www.valtar.ru/Magnets2/mag_2_9.htm