Наконец, институт укомплектован, в нем ведутся исследования… "Мне кажется,
цель достигнута, и институт можно считать не только одним из самых передовых в
Советском Союзе, но и в Европе", — писал радостный Капица.
На установке для получения сверхсильных магнитных полей кавендишцы — механик
Пирсон и лаборант Лауэрман — помогали продолжать кембриджские опыты. В одном из
них был зафиксирован новый рекорд — получено импульсное магнитное поле в 50 Тл.
Мировая наука остро нуждалась в сверхсильных магнитных полях. Физики
циклотронной лаборатории Гарвардского университета, например, мечтали о полях
хотя бы 20 Тл, которые могли бы заметно искривлять траектории частиц, попадающих
в толстые фотоэмульсии. Они использовали конденсаторные батареи.
Мощные конденсаторные батареи за 0,00001 с могли обеспечить получение
электрической мощности 1 млн. кВт или 1 млрд. Вт (мощность Днепрогэса 600 тыс.
кВт), удалось получить магнитное поле более 100 Тл. Внезапное высвобождение
огромной энергии происходило с грохотом, напоминающим удар грома.
Вся эта лавина энергии загонялась в один-единственный массивный виток. Как
показал П.Л.Капица, соленоиды обычного типа с намотанной на них медной
проволокой, "выживают" лишь в полях до 30…35Тл. Соленоиды "биттеровского"
типа, изготовленные из медных дисков, оказались устойчивее, но и они выдерживали
магнитные поля не выше 50…70 Тл. Соленоиды не в состоянии противодействовать
огромным усилиям, возникающим в таких полях. Особенно слабым местом казалась
межвитковая изоляция. Чтобы от нее избавиться, пришлось перейти на один-
единственный массивный виток, который вместе с держателем изготовили из меди,
закаленной стали или бериллиевой бронзы.
Цель экспериментов — выяснить, насколько различные металлы могут противостоять
механическим и тепловым воздействиям сверхсильных импульсных полей. Эксперименты
показали, что ни один металл не может без разрушения выдержать усилия,
возникающие в магнитном поле 100 Тл. Казалось бы, этим и будут ограничены успехи
физики сверхсильных полей. Однако современными учеными, по-видимому, найден
выход из этого затруднительного положения. Он заключается в применении
"бессиловых" обмоток, где используются принципы наложения противоположно
направленных сил.
Разработано большое число бессиловых и малосиловых обмоток. Бессиловые обмотки —
это последняя надежда физиков на получение устойчивых полей в неразрушающихся
обмотках в том случае, если не будут открыты более прочные и тугоплавкие
материалы.
Сильные магнитные поля при разрядке мощных конденсаторных батарей на
биттеровский соленоид, иногда запеченный для прочности в керамику, или на
отдельный виток сейчас широко используются для создания полей 20…70 Тл.
Значительным техническим достижением является создание в Институте атомной
энергии имени И.В.Курчатова (С.Х.Хакимов с сотрудниками) соленоида нового типа,
представляющего собой цельноточеную спираль из бериллиевой бронзы. Этот
импульсный магнит создает в зоне диаметром 8 см магнитное поле 30 Тл.
А не существует ли способа получения сильного магнитного поля, основанного не на
внезапном обрушивании на соленоид громадной энергии, а на каком-то ином
принципе? Советские электротехники Г.А.Бабат и М.С.Лозинский в 1940 г.
опубликовали статью, в которой высказали идею о "концентраторе" потока.
Эту идею легко понять. Представим себе разрезанную трубку с током, со стороны
разреза замкнутую металлическим поршнем. Внутри трубки ток создает магнитное
поле, характеризующееся густотой магнитных силовых линий, т. е. числом их,