분할 자석

Split magnet

분할 자석은 두 부분으로 분리된[1] 저항성 전자석으로, 두 면을 나누는 작은 틈이 강한 자기장에 접근할 수 있도록 합니다.접근 가능한 간격과 강한 자기장의 조합은 원적외선 입자가 얼마나 [2]산란하는지를 연구할 수 있게 해준다.또한 자석은 최대 90°[1]까지 회전할 수 있기 때문에 자석이 바닥과 평행하게 됩니다.자석은 28MW,[2] 160,000A의 전류 및 분당 13380L(냉각 목적)의 물을 사용합니다.세계에서 가장 강하고 유일한 분할 나선 자석은 현재 플로리다 주립대학교 국립 고자기장 연구소있으며 [2]25테슬라장을 생성할 수 있습니다.

적용들

자석은 원적외선 산란 실험에 [2]대한 연구에 매우 적합하며, 특정 물질의 특성에 대한 통찰력을 제공합니다.여기에는 재료의 전자구조가 포함되며, 전자제품에서 재료의 유용성을 결정합니다.이 정보를 사용하여 보다 작고 [1]효율적인 컴퓨터를 개발할 수 있습니다.

그러나 이 자석은 적외선 산란 실험에만 국한되지 않고 푸리에 변환 적외선 분광법, 전자상자기 [1]공명 등 더 많은 용도로 사용될 수 있다.이러한 기술을 통해 생물학적 화합물 분석에서 현미경 이미징에 이르기까지 다양한 재료를 보다 잘 이해할 수 있습니다.

2019년부터 자석에 "초고속 시간 영역 분광계"[3]라는 추가 기능이 추가되었습니다.분광계는 자석이 만들어내는 25테슬라 자기장을 견딜 수 있으며 물질의 전하, 격자, 궤도, 스핀 자유도를 정밀하게 제어할 수 있습니다.이는 특히 2차원 물질(: 반도체 웨이퍼)에 유용합니다. 분광계가 기존 시스템에서 사용하는 것보다 훨씬 짧은 200펨토초 [3]정도의 시간 범위 내에서 분석할 수 있기 때문입니다.

발전

이 자석의 개념은 실험과 연구 중에 더 많은 접근을 가능하게 하기 위해 25-30테슬라에서 가운데로 분할하여 작동할 수 있는 저항성 자석에 대한 요청으로 2005년에 시작되었다[2].이 장치의 개발은 국립 고자기장 연구소에서 이루어졌으며 제작에는 약 4년이 걸렸고, 시제품은 2007년에 [4]테스트되었다.이 설계를 용이하게 하기 위해 자석 뒤에 있는 팀은 "Split Florida-Helix"라는 새로운 종류의 부품을 개발했는데, 이는 엄청난 응력과 압력에 대처하는 데 도움이 되었습니다.Split Florida-Helix는 [4]자석에 열린 진공 공간이 존재할 수 있도록 하는 자석의 고유한 구성요소입니다.일반적으로 스플릿 플로리다-헬릭스가 거주하는 지역에는 전도성 재료 및 수냉관만 존재하지만, 현재 이 공간의 50% 이상이 접근이 가능하도록 개방되어 있으며,[4] 동시에 적용되는 다양한 힘과 토크를 설명할 수 있습니다.자석 자체는 5개의 코일로 구성되어 있으며, 이 중 2개는 직렬로 연결되고 3개는 병렬로 연결되므로 160kA 전류가 4방향으로 분할되어 최적의 응력 분리가 가능합니다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d "Meet the Split Helix Magnet - MagLab". nationalmaglab.org. Retrieved 2020-11-17.
  2. ^ a b c d e Toth, J.; Bird, M. D.; Bole, S.; O'Reilly, J. W. (June 2012). "Fabrication and Assembly of the NHMFL 25 T Resistive Split Magnet". IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 22 (3): 4301604–4301604. doi:10.1109/TASC.2011.2174594. ISSN 1051-8223.
  3. ^ a b Burch, Ashlyn D.; Curtis, Jeremy A.; Barman, Biplob; Linn, A. Garrison; McLintock, Luke M.; O’Beirne, Aidan L.; Stiles, Matthew J.; Reno, John. L.; McGill, Stephen A.; Karaiskaj, Denis; Hilton, David J. (2019). "Ultrafast Time-Domain Spectrometer in the 25 T Split Florida-Helix Magnet". Conference on Lasers and Electro-Optics. San Jose, California: OSA: STu4F.1. doi:10.1364/CLEO_SI.2019.STu4F.1. ISBN 978-1-943580-57-6.
  4. ^ a b c Toth, J.; Bird, M.D. (June 2008). "FEA-Aided Design for a Working Model of a Split Florida-Helix". IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 18 (2): 575–578. doi:10.1109/tasc.2008.921942. ISSN 1051-8223.