«Мы можем контролировать магнитные свойства этого сплава, подвергая его легкому нагреву в очень узком диапазоне температур, не прибегая к воздействию магнитного поля. И в принципе того же можно добиться, подводя к сплаву электрический заряд», – заявил профессор Шуллер.

«При низких температурах окись ванадия выступает в качестве изолятора. При высокой температуре это металл. А в промежутке она превращается в это необычное вещество», – говорит он.

Хотя пока еще слишком рано говорить о его практическом применении, профессор Шуллер считает, что наиболее очевидной областью является компьютерная память.

«Проблема с магнитной памятью заключается в ее обратимости – нам нужно, чтобы она была способна сохранять данные и в то же время записывать новые», – поясняет он.

«В настоящее время наиболее совершенные системы используют устройства нагрева, но это лазеры, которые производят огромное количество тепла. А в новом материале достаточно изменить температуру биметаллического слоя всего на 20 кельвинов, как вы получаете пятикратное изменение магнитопроницаемости», – сообщил профессор Шуллер на конференции.

Другая возможная сфера применения – в области энергопередачи. Профессор Шуллер предсказывает создание нового типа трансформатора, который способен справляться с внезапными скачками напряжения, которые происходят во время гроз или перегрузке сетей. Он указывает при этом, что открытия подобного типа часто приводят к появлению совершенно неожиданных технологий. В качестве примера он приводит открытие гигантского магнетосопротивления, которое привело к миниатюризации магнитных дисков в цифровых устройствах и удостоилось Нажать Нобелевской премии 2007 года.

«Без этого открытия тот компьютер, которым мы пользуемся повседневно, просто не смог бы работать», – сказал ученый на конференции.

«Я не утверждаю, что новый материал решит проблему мирового энергического кризиса, однако не сомневаюсь, что он сильно продвинет нас в этом направлении», – добавил он.

Отдел науки, Би-би-си, Джеймс Морган

В зависимости от конкретной технической задачи основным теплоносителем может служить парамагнитный материал в различном агрегатном состоянии. Обычно удобнее использовать окись азота или алюминий.

Молекулы парамагнетиков полярные, то есть обладают магнитным моментом. В обычном состоянии они ориентированы беспорядочно из-за теплового движения. Во внешнем магнитном поле они стремятся расположиться в направлении магнитных линий. За счёт этого внутренняя структура парамагнетиков временно становится более упорядоченной. Происходит обратимое понижение энтропии, приводящее к снижению температуры.

В экспериментах эффект хорошо наблюдается в адиабатических условиях, то есть при наличии теплоизолирующей оболочки вокруг парамагнетика. Если же её убрать, то обмен с окружающей средой приведёт к выравниванию температуры. Подвергаясь действию переменного магнитного поля, парамагнетики сначала аккумулируют тепло (понижая температуру воздуха и более нагретых тел вокруг себя), а затем отдают его на радиатор в следующем цикле. Далее, как и в любой холодильной установке, тепло уносится во внешнюю среду.

Системы охлаждения на основе магнитокалорического эффекта актуальны не только для бытового, но и для промышленного применения — в частности для создания надёжных и малозатратных систем охлаждения в серверных и дата-центрах. Ведущий автор исследования Венкат Венкатакришнан (Venkat Venkatakrishnan) высоко оценивает значимость этой работы. «Мы на пути к очередной революции в системах охлаждения», — пишет он в отчёте.

По оценкам GE, магнитокалорическое холодильное оборудование вытеснит компрессорное в течение ближайших десяти лет.

Идея создавать магнитные холодильные установки была предложена очень давно. Профессор Фрайбургского университета (Германия) Эмиль Габриель Варбург описал тепловые эффекты в парамагнетиках ещё в 1881 году. Долгое время работа не находила применения, поскольку создаваемые установки отличались низкой производительностью.

Спустя столетие, в 1980-х, исследователи Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) смогли получить практически значимый магнитокалорический эффект при помощи дорогостоящего магнита со сверхпроводящей обмоткой.

Экономически целесообразными такие системы удалось сделать только недавно — за счёт применения новых материалов и подходов к реализации процесса теплообмена. Вместо создания переменного магнитного поля с помощью катушек индуктивности GE предлагает использовать вращение постоянных неодимовых магнитов.

Такой метод снижает затраты электроэнергии и позволяет создавать экономичные магнитные холодильники. По предварительным расчётам, их энергоэффективность превосходит традиционные системы охлаждения на 20%. Экспериментальная установка далека от показателей будущих серийных моделей, но уже легко превращает воду в лёд.
Андрей Васильков

Вследствие смены полюса солнечная гелиосфера «растягивается» далеко за пределы Плутона. Во время смены полярности Солнце находится на пике своей активности, что характеризуется увеличением числа солнечных пятен, а так же ростом числа и силы солнечных вспышек и выбросов вещества.

Изменяющееся магнитное поле Солнца и выбросы заряженных частиц могут взаимодействовать с собственным магнитным полем Земли: один из признаков – возросшее число магнитных бурь и северных сияний.

Эффект от этого заметен и на других планетах. На Юпитере происходят бури, на Сатурне – северные сияния.

Благодаря тому, что наблюдения ведутся в течение нескольких лет, с минимальными изменениями аппаратуры, удалось составить наиболее полный и детализированный отчет о ежедневных изменениях магнитного поля Солнца. Ученые обратили внимание на то, что сила магнитного поля на полюсах, измеренная два или три года назад, составляла половину от обычного солнечного минимум. Это указывает на то, что следующий солнечный цикл так же может быть слабым.