Проведя тщательное компьютерное моделирование, команда ученых из Университета Осаки доказала возможность получения в лабораторных условиях магнитных полей напряженностью, в 1–10 млрд раз превышающей геомагнитное поле Земли (0,3–0,5 Гс). Обычно поля такой силы возникают только вблизи редких небесных тел — нейтронных звезд или черных дыр, и до этого момента считалось, что в условиях Земли это невозможно.

С XIX века ученые пытались получить максимально сильное магнитное поле в лаборатории. На сегодня они достигли уровня в несколько килотесла (кТл). В прошлом году Масакацу Мураками из Университета Осаки предложил новую схему генерации магнитных полей порядка нескольких мегатесла (МТл).

Суть его идеи заключается в облучении полого цилиндра микронного размера сверхинтенсивными и ультракороткими лазерными импульсами, чтобы получить горячие электроны, движущиеся с околосветовой скоростью, сообщает Phys.org. Эти электроны запускают осесимметричный взрыв ионов внутренней стенки по направлению к центральной оси. Предварительно созданное магнитное поле порядка нескольких кТл, параллельное к центральной оси, сгибает траектории ионов и электронов в противоположном направлении благодаря силе Лоренца. Образующийся рядом с осью сильный спиновой ток генерирует магнитные поля порядка МТл.

В продолжении этого исследования физики провели трехмерное моделирование на университетском суперкомпьютере OCTOPUS. В результате они обнаружили четкий закон подобия, который влияет на эффективность генерации магнитных полей.

Проведенное учеными моделирование показало, что сверхнапряженные магнитные поля, которые, как считалось, невозможно получить на Земле, доступны при современной лазерной технологии. Закон подобия и поведение во времени магнитных полей можно получить экспериментальным путем, использовав петаваттную лазерную систему LFEX, которая имеется в Университете Осаки, утверждает Мураками.