大阪大學的研究人員開發出一種新方法，利用強大的激光脈衝和小型金屬管來產生非常強的磁場。這種新技術可能會在太空科學、聚變能源和國防領域帶來重要進展。
該技術稱為刀片微管內爆（bladed microtube implosion，BMI）。它通過向一個小型空心金屬圓柱發射超強激光脈衝來運作。這個圓柱內部具有微小的刀片狀結構，激光的熱量和壓力使圓柱向內塌縮。隨著內爆，超高溫的等離子體旋轉並產生強電流。
旋轉的等離子體產生了一個強大的磁場，達到超過 500 千特斯拉，接近一兆特斯拉，且無需任何外部磁場來啟動這一過程。
這項發現的團隊由村上正勝教授領導，他表示該創新可能使科學家能夠在更小的實驗室中創造這些超高磁場，而無需任何先前存在的磁場來啟動過程。村上教授指出：「這種方法提供了一種強大的新方式，能夠在緊湊的格式中創建和研究極端磁場，並為實驗室等離子體與天體物理宇宙之間搭建了一座橋樑。」
在傳統實驗中，研究人員通常從一個磁場開始並對其進行壓縮。而在這一新過程中，磁場是通過內爆等離子體的旋轉運動從零開始生成的。該技術形成了一個循環：隨著等離子體旋轉，磁場變得越來越強，這又使等離子體旋轉得更快、更緊，進一步放大了磁場。
這項研究的結果來自大阪大學的SQUID超級計算機進行的先進計算機模擬，使用EPOCH代碼模擬粒子在極高速度和溫度下的行為。研究人員還開發了一個數學模型以指導未來的實驗。
儘管該實驗尚未在現實世界中進行測試，但研究人員相信，使用當前的激光系統很快就能實現。如果成功，這一突破可能會有多種實際應用。
在太空科學方面，這一過程可以模擬磁化恆星和宇宙噴流周圍的條件，幫助科學家更好地理解這些環境的運作。在能源研究方面，尤其是激光聚變，產生強磁場可能改善質子束快速點火等方法，這需要對高能粒子進行嚴密控制。在國防領域，這項技術可能有助於開發高功率電磁系統，或改善材料和系統在極端磁環境中的測試。
強磁場在下一代引擎、傳感器和屏蔽系統中也至關重要。該研究的時機恰逢日本和美國等國家推動更多本土高科技能力，包括量子物理、先進推進技術和太空系統。
大阪大學的新方法可能有助於縮小大型國家實驗室和小型大學實驗之間的差距，使更多國家能夠使用緊湊的設置研究極端物理學。儘管BMI方法仍處於早期階段，但它可能成為科學和工業中的重要工具。
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