Dokážeme vytvořit magnetické pole podobné síly, jako černé díry? Kredit: Dana Berry/NASA.

Většina magnetických polí, s nimiž se můžeme setkat na Zemi, a to včetně těch uměle vytvořených, není kdovíjak silná. K těm silným náležejí například magnetická pole zařízení pro snímkování magnetickou rezonancí v nemocnicích. Typicky vytvářejí magnetická pole o síle, či přesněji řečeno magnetické indukci 1 tesla, což odpovídá 10 tisícům gaussů. Geomagnetické pole Země, které přinutí střelku kompasu ukazovat k severu, se přitom pohybuje kolem 0,3 až 0,5 gausse.

Masakatsu Murakami. Kredit: Osaka University.

Některé experimentální přístroje pro magnetickou rezonanci generují magnetické pole o síle až 10,5 tesla, čili 105 tisíc gaussů. Tým, který vedl Shojiro Takeyama z Tokijské univerzity, v roce 2018 spustil elektromagnet, který dokázal vytvořit pole o síle 1 200 tesla. Čili něco málo přes 1 kilotesla. Na víc jsme se zatím u ovladatelného magnetu nezmohli.

Kiloteslová pole ovšem bledou před megateslovými magnetickými poli, jaká ve vesmíru obklopují neutronové hvězdy a černé díry. Taková magnetická pole vídáme jen v hlubokém vesmíru. Prozatím. Masakatsu Murakami z japonské Osaka University je s kolegy přesvědčen, že i takto extrémní, téměř nepředstavitelná magnetická pole dokážeme na Zemi vytvořit. Podle nich to svedou velmi intenzivní laserové paprsky, které vší silou zasáhnou mikrotrubičky.

Osaka University, logo.

Jejich počítačové modely a simulace ukazují, že megateslové magnetické pole vznikne, když uktravýkonné laserové pulzy vlétnou do mikrotrubiček, dutých útvarů o průměru pár mikronů. Takové laserové pulzy by měly předat ohromnou energii elektronům atomů ve stěně těchto mikrotrubiček, které pak následně „skočí“ do prostoru uvnitř trubiček. Zároveň dojde k implozi mikrotrubiček. Interakce zmíněných vysokoenergetických elektronů s vakuem vytvořeným při implozi vytvoří elektrický proud, který zase vygeneruje extrémní magnetické pole.

Takto vyrobené megateslové magnetické pole se neudrží dlouho. Jen asi 10 nanosekund. I to je ale vlastně spousta času na zajímavé experimenty. Moderní fyzika umí s takovými časy pracovat. Murakamiho tým tento postup simuloval na superpočítači a potvrdil, že megateslová magnetická pole jsou v dosahu soudobých technologií. Bude to chtít laserový systém o výkonu 10-100 petawattů, který je s to vytvořit laserové pulzy o energii 0,1 až 1 kilojoulu. Ultrasilná magnetická pole by mohla najít celou řadu uplatnění ve výzkumu, od hledání temné hmoty až po vývoj fúzní energetiky.

Literatura

Space.com 12. 10. 2020.

Scientific Reports 10: 16653.