بينما لا تزال أجزاء كثيرة من العالم الغربي تتساءل عن الحدود التنظيمية للبحث العلمي، تواصل الصين توسيع آفاق "العلوم التطبيقية"، ذلك النوع من العلوم الذي يتطلب بنية تحتية ضخمة واستثمارات هائلة ونتائج ملموسة. وقد أعلنت الأكاديمية الصينية للعلوم مؤخرًا عن رقم قياسي عالمي جديد من شأنه أن يثير نقاشًا واسعًا في أروقة مختبرات الفيزياء حول العالم: تشغيل أقوى مغناطيس فائق التوصيل تم بناؤه على الإطلاق.
نحن الآن في بكين، أو تحديداً في حي هوايرو، حيث يقع مركز تجارب الظروف القصوى التآزرية . هنا، تمكن فريق من الباحثين من توليد مجال مغناطيسي مركزي بقوة 35.6 تسلا . ولتوضيح هذا الرقم، فهو يعادل قوة أكبر بنحو 700 ألف مرة من المجال المغناطيسي للأرض.
ألبوم ليس غاية في حد ذاته
إن الخبر، الذي أعلنته الأكاديمية الصينية للعلوم يوم الثلاثاء، ليس مجرد تمرين أسلوبي أو رقم قياسي في موسوعة غينيس يستحق الظهور في العناوين الرئيسية فحسب، بل هو تقدم جوهري في تكنولوجيا الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية.
النظام الذي طُوّر في بكين هو مغناطيس "للمستخدم"، مصمم ليس كنموذج أولي هشّ وغير قابل للمس في المختبر، بل كأداة عمل مستقرة متاحة للباحثين، الصينيين والدوليين على حد سواء. وتكمن ميزته الرئيسية في أنه "موصل فائق بالكامل".
- ولا يعتمد على المغناطيسات الهجينة أو المقاومة التي تستهلك كميات هائلة من الطاقة.
- يستخدم مواد لا توفر أي مقاومة لمرور التيار عند درجات الحرارة المنخفضة للغاية.
- يضمن ذلك استقرارًا تشغيليًا كان من المستحيل تصوره مع التقنيات السابقة.
يوفر النظام فتحة قابلة للاستخدام (الثقب) بقطر 35 مليمترًا. قد لا يبدو هذا كثيرًا، حوالي 1.38 بوصة، ولكن في عالم فيزياء الطاقة العالية وعلوم المواد، تُعد هذه مساحة واسعة لإدخال العينات وإجراء التجارب في ظل ظروف قاسية.
باحثو الأكاديمية الصينية للعلوم أثناء العمل، المصدر: وكالة أنباء شينخوا الصينية.
أرقام القوة الصينية
لفهم نطاق هذا الجهاز بشكل أفضل، من المفيد إجراء مقارنة مباشرة مع التقنيات المألوفة أو الكميات الطبيعية. إليكم كيف يقارن المغناطيس الصيني الجديد بالمجالات المغناطيسية الأخرى:
| مصدر المجال المغناطيسي | الشدة (تسلا) | ملحوظات |
| المجال المغناطيسي للأرض | ~0.00005 T | البوصلة التي نستخدمها لتحديد اتجاهاتنا. |
| مغناطيس للثلاجة | ~0.005 T | يكفي لحمل قائمة التسوق. |
| التصوير بالرنين المغناطيسي (المستشفى) | 1.5 – 3.0 طن | المعيار الأمثل للتشخيص الطبي المتقدم. |
| مغناطيس CAS جديد (صيني) | 35.6 طن | رقم قياسي عالمي للمغناطيسات فائقة التوصيل بالكامل "للمستخدمين". |
إننا نواجه قوة مغناطيسية أكبر بما يتراوح بين 12 و 24 مرة من قوة جهاز الرنين المغناطيسي الحديث في المستشفيات.
الاستقرار والكفاءة: حلم كينز في البحث
ما يجعل هذه النتيجة مثيرة للاهتمام بشكل خاص لمن يتابعون ديناميكيات التطور التكنولوجي هو كفاءتها. فالمغناطيسات المقاومة التقليدية، لتحقيق مجالات مغناطيسية عالية، تتطلب محطات طاقة مخصصة لتشغيلها وتبريدها. أما هذا المغناطيس الجديد، فيستغل خاصية الموصلية الفائقة، مما يقلل استهلاك الطاقة بشكل كبير.
أشار لو جيانلين، الباحث في معهد الفيزياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، إلى حقيقة مثيرة للإعجاب ذكرتها صحيفة غلوبال تايمز : يمكن للمغناطيس الحفاظ على أقصى مجال له بشكل مستقر لأكثر من 200 ساعة .
تخيل إجراء تجربة على التركيب الذري لمادة جديدة تُستخدم في البطاريات أو المعالجات الكمومية: إن وجود مجال مغناطيسي مستقر وموحد وموفر للطاقة لمدة 200 ساعة يُغير بشكل جذري فرص النجاح. فهو ليس "أقوى" فحسب، بل "أكثر فائدة".
تتيح هذه الثباتية دمج المغناطيس في ظروف قاسية أخرى، مثل:
- درجات حرارة منخفضة للغاية (قريبة من الصفر المطلق).
- ضغوط عالية للغاية.
- أنظمة بصرية فائقة السرعة.
جهد جماعي مؤسسي
لم يكن هذا النجاح نتاج عبقرية فردية منعزلة، بل نتيجة تخطيط بحثي صناعي، وهو نهج نموذجي للنهج الصيني الحالي. شهد المشروع تعاونًا وثيقًا بين معهد الهندسة الكهربائية (الذي أشرف على التصميم والتصنيع) ومعهد الفيزياء (الذي تولى حل مشكلات الرصد والقياس الدقيق)، وكلاهما تحت رعاية الأكاديمية الصينية للعلوم.
بعد الوصول إلى مستويات أدنى في عام 2023، واصل الفريق العمل. قاموا بتحديث المواد، وتحسين الهيكل، وتطوير عمليات التصنيع. كان الهدف واضحًا: زيادة الطاقة دون تقليل المساحة المتاحة للتجارب. وقد تحققت المهمة.
ما الهدف من كل هذا؟
لماذا نهتم بمغناطيس بقوة 35.6 تسلا؟ الآثار العملية، وإن لم تكن مباشرة للمستهلك النهائي، إلا أنها هائلة بالنسبة للصناعات ذات القيمة المضافة العالية. فالمجالات المغناطيسية بهذه الشدة ضرورية لما يلي:
- المواد الجديدة: دراسة كيفية تصرف المادة والإلكترونات في ظل الظروف القاسية، مما يمهد الطريق لأشباه موصلات أسرع أو مواد أقوى.
- علوم الحياة: التحليل الجزيئي الحيوي الدقيق، والذي يمكن أن يؤدي إلى أدوية جديدة أو تقنيات "العلاج المغناطيسي الموجه".
- الطاقة والنقل: إن الفهم الأفضل للموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية هو "الكأس المقدسة" لنقل الطاقة بدون فقدان وقطارات الرفع المغناطيسي (ماجليف) من الجيل التالي.
بنية تحتية مفتوحة (لكن المفتاح يكمن في بكين)
تم تركيب المغناطيس في مركز الأبحاث العالمي بمدينة هوايرو للعلوم، وهو مركز اجتاز الاختبارات الوطنية في فبراير 2025 (وفقًا لمصادر صينية، مما يعكس مستقبل الأبحاث القريب). وقد صُمم ليكون منصة مستخدمين مفتوحة للفرق المحلية والأجنبية.
لكن الرسالة الجيوسياسية واضحة: لم تعد الصين تسعى لمنافسة الغرب في العلوم الأساسية، بل تبني البنية التحتية التي ستجبر العلماء الغربيين على طلب "إذن" لإجراء تجاربهم الأكثر تقدماً. في عالمٍ تُعدّ فيه التكنولوجيا المحرك الحقيقي للنمو الاقتصادي طويل الأجل، فإن امتلاك أدقّ أو أقوى أدوات القياس يُعادل امتلاك المعيار الذي سيُقاس به المستقبل. وفي الوقت الراهن، هذا المعيار في يد بكين.
المقال بعنوان "الصين تدفع حدود الفيزياء: مغناطيس فائق التوصيل بقوة 35.6 تسلا يعمل. خطوة إلى الأمام في المنافسة التكنولوجية العالمية" منشور في مجلة Scenari Economici .