علماء الفيزياء الصينيون ينتجون أقوى حقل مغناطيسي مستقر على الأرض

في سبتمبر 2025، حقق الفيزيائيون الصينيون إنجازًا بارزًا أحدث ضجة في المجتمع العلمي العالمي: فقد ولّدوا أقوى مجال مغناطيسي مستقر تم تسجيله على الأرض على الإطلاق، حيث وصل إلى 35.1 تسلا. لم يكن هذا الإنجاز نبضة عابرة أو ارتفاعًا تجريبيًا قصيرًا - بل كان مستدامًا ومستقرًا، واستمر لمدة 30 دقيقة متواصلة قبل أن يتم إزالة مغناطيسيته بأمان. ولفهم حجم هذا الإنجاز، ضع في اعتبارك أن المجال المغناطيسي الطبيعي للأرض يبلغ حوالي 50 ميكروتسلا، وأن جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي القياسي يعمل عند حوالي 3 تسلا. تجاوز مغناطيس الفريق الصيني، الذي طوره معهد فيزياء البلازما التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، بالتعاون مع العديد من مراكز الأبحاث الوطنية وجامعة تسينغهوا، الرقم القياسي السابق البالغ 32.5 تسلا الذي يحمله مختبر المجال المغناطيسي العالي الوطني ومقره الولايات المتحدة. لم يكن هذا مجرد سباق للأرقام. إن الاستقرار عند هذه الكثافة الشديدة هو ما يجعل هذا المجال المغناطيسي ثوريًا. إذ يفتح هذا الاكتشاف الباب أمام تجارب مستدامة في الفيزياء وعلوم المواد وأبحاث الطاقة، حيث يُعدّ الاتساق والتحكم أمرًا بالغ الأهمية. وقد تم التحقق من أداء المغناطيس في ظل ظروف صارمة، وتُمثّل قابليته للتكرار نقطة تحول في تكنولوجيا المغناطيس عالي المجال. فهو ليس الأقوى فحسب، بل هو الأكثر قابلية للاستخدام عند هذه القوة.

الهندسة وراء هذا الإنجاز

إن إنشاء مجال مغناطيسي مستقر بقوة 35.1 تسلا لا يقتصر على توسيع نطاق التصاميم الحالية فحسب، بل يتطلب إعادة تفكير جذرية في المواد والبنية والديناميكيات الحرارية. استخدم الفريق الصيني تصميمًا مغناطيسيًا هجينًا، يجمع بين ملفات إدخال فائقة التوصيل عالية الحرارة (HTS) وملفات خارجية فائقة التوصيل منخفضة الحرارة (LTS). رُتبت هذه الملفات محوريًا، مُشكّلةً نظامًا طبقيًا قادرًا على تحمل قوى كهرومغناطيسية هائلة دون فقدان التماسك. تتميز ملفات HTS، المصنوعة من موصلات فائقة متطورة قائمة على السيراميك، بقدرتها على العمل في درجات حرارة أعلى وتحمّل مجالات مغناطيسية أقوى من الموصلات الفائقة المعدنية التقليدية. كان هذا اللب الداخلي هو المفتاح لدفع شدة المجال إلى ما يتجاوز الحدود السابقة. وفرت ملفات LTS، المحيطة بها، سلامة هيكلية وتعزيزًا مغناطيسيًا إضافيًا، مع الحفاظ عليها في درجات حرارة منخفضة للغاية للحفاظ على الموصلية الفائقة. لكن التحدي الحقيقي يكمن في إدارة التفاعلات بين هذه الطبقات. كان على الفريق حل المشكلات المتعلقة بتيارات الحماية، وتركيز الإجهاد، والاقتران متعدد المجالات - وهي ظواهر يمكن أن تزعزع استقرار المغناطيس أو تسبب فشلًا كارثيًا. من خلال النمذجة الدقيقة، وتحسين المواد، وبروتوكولات التبريد الدقيقة، حققوا توازنًا يسمح للمغناطيس بالعمل بأمان وبشكل متوقع. إن قدرة النظام على الحفاظ على اتساق المجال ومقاومة الإخماد - الفقدان المفاجئ للموصلية الفائقة - هي ما يجعله أداة عملية للاستخدام العلمي المستدام. إنه ليس مجرد إثبات للمفهوم، بل منصة جاهزة للنشر.

التداعيات العلمية والصناعية

إن تداعيات هذا الإنجاز هائلة ومتعددة الجوانب. ففي أبحاث الاندماج النووي، تُعد المجالات المغناطيسية القوية ضرورية لاحتواء البلازما - ذلك الغاز فائق الحرارة والمشحون كهربائيًا الذي يُغذي تفاعلات الاندماج. فكلما كان المجال المغناطيسي أقوى وأكثر استقرارًا، كان الاحتواء أفضل، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة وجدوى طاقة الاندماج. يمكن للمغناطيس الصيني الجديد أن يُحسّن بشكل كبير أداء أجهزة التوكاماك والستيلاراتور، مما قد يُسرّع الجدول الزمني لتحقيق طاقة اندماجية موجبة صافية. يُعد معهد فيزياء البلازما، الذي قاد هذا المشروع، مساهمًا رئيسيًا في مفاعل الاندماج الدولي (ITER)، الذي يجري بناؤه في فرنسا. ورغم أنه قد لا يُركّب هذا المغناطيس في مفاعل ITERمباشرةً، إلا أن مبادئ تصميمه ومعايير أدائه ستؤثر على مكونات المفاعل المستقبلية. وإلى جانب الاندماج، يفتح هذا المغناطيس آفاقًا جديدة في فيزياء المادة المكثفة، مما يسمح للباحثين بدراسة التحولات الطورية الكمومية، والموصلية الفائقة الغريبة، والظواهر المغناطيسية التي لا تظهر إلا في ظروف قاسية. في علم المواد، يُمكّن هذا المغناطيس من تركيب وتحليل مركبات ذات خصائص إلكترونية وهيكلية فريدة. وفي مجالي الفضاء والنقل، يُمكن أن يُؤدي إلى أنظمة ماجليف أكثر كفاءة وتقنيات دفع متقدمة. وحتى في الطب، يُمكن للحقول المغناطيسية الأقوى والأكثر استقرارًا أن تُحسّن دقة التصوير وقدرات التشخيص. هذا المغناطيس ليس مجرد أداة علمية، بل هو مُحفّز للابتكار في مختلف التخصصات.

قفزة الصين الاستراتيجية في الريادة العلمية

لا يُعدّ هذا الإنجاز انتصارًا تقنيًا فحسب، بل إعلانًا استراتيجيًا أيضًا. فمن خلال إنتاج أقوى مجال مغناطيسي مستقر على وجه الأرض، أثبتت الصين هيمنتها المتنامية في مجال البحث العلمي المُتطور والهندسة المُتقدمة. ويعكس المشروع جهدًا وطنيًا مُنسّقًا، يضمّ مؤسسات مُتعددة، واستثمارًا طويل الأجل، ورؤية واضحة للريادة التكنولوجية. ويتماشى مع طموحات الصين الأوسع في مجال استقلال الطاقة، وبحوث الكم، والتأثير العلمي العالمي. وفي سياق طاقة الاندماج، يُرسّخ هذا المغناطيس مكانة الصين في طليعة سباق تطوير طاقة نظيفة لا حدود لها، وهو سباق ذو آثار جيوسياسية عميقة. ستُعيد الدول التي تُتقن الاندماج النووي رسم ملامح مشهد الطاقة العالمي، مُقلِّلةً الاعتماد على الوقود الأحفوري ومُعيدةً تعريف التحالفات الاستراتيجية. كما يُؤكد هذا المغناطيس على أهمية الاستثمار في العلوم الأساسية. فبينما قد تقتصر تطبيقاته المباشرة على بيئات البحث، فإن المعرفة والقدرات التي يُولِّدها ستمتد إلى الخارج، مُلهِمةً كل شيء من التصميم الصناعي إلى البنية التحتية الوطنية. إنه يُرسي معيارًا جديدًا لما هو ممكن، مُلهمًا الباحثين حول العالم لتجاوز حدود المغناطيسية والموصلية الفائقة وفيزياء الطاقة. في عالمٍ تُشكّله المنافسة التكنولوجية بشكل متزايد، يُذكرنا إنجاز الصين بأن الريادة العلمية لا تقتصر على الاكتشاف فحسب، بل تشمل الرؤية والتنسيق والشجاعة للسعي وراء ما هو استثنائي. هذا المغناطيس أكثر من مجرد رقم قياسي، إنه رمزٌ لما هو قادم.