Fisika Jerman Temukan Cara Baru Ciptakan Medan Magnet Kuat dan Merata 

DUA fisikawan asal Jerman menemukan cara baru untuk menciptakan medan magnet kuat dan merata menggunakan magnet permanen kompak. Penelitian ini berhasil mengatasi keterbatasan dari Halbach array, sebuah desain magnet yang hanya berfungsi dengan magnet yang sangat panjang, yang selama ini menjadi kendala. 

Dengan mengembangkan susunan magnet 3D yang inovatif, mereka menciptakan solusi praktis yang bekerja pada pengaturan berukuran finite, bukan tak terhingga.

Penelitian yang dilakukan Prof. Dr. Ingo Rehberg dari Universitas Bayreuth dan Dr. Peter Blümler dari Universitas Johannes Gutenberg Mainz ini berhasil menghasilkan medan magnet dengan kekuatan dan homogenitas yang lebih baik, yang telah dibuktikan melalui eksperimen nyata. 

Baca juga : Produk Teknologi yang Manfaatkan Magnet dan Rangkuman Kemagnetan

Temuan ini berpotensi mengubah dunia teknologi, membuka jalan untuk membawa MRI yang lebih terjangkau ke daerah-daerah yang kurang terlayani, serta meningkatkan aplikasi lain seperti akselerator partikel dan sistem levitasi magnetik.

Mengatasi Keterbatasan Halbach Array

Desain Halbach array adalah metode terkenal yang menghasilkan medan magnet homogen dengan menggunakan magnet panjang yang disusun dalam lingkaran. Dalam teori, pendekatan ini bekerja dengan sangat baik jika menggunakan magnet panjang tak terhingga. 

Namun, dalam praktiknya, magnet dengan panjang terbatas menghasilkan medan yang jauh dari homogen. Kekuatan medan di dalam lingkaran tersebut sangat bervariasi tergantung posisi, menjadikannya kurang ideal untuk pengaturan praktis.

Baca juga : Rumah Sakit Jakarta Hadirkan MRI 1,5 Tesla Demi Diagnosa yang Lebih Akurat dan Modern

Untuk mengatasi hal ini, Rehberg dan Blümler merancang susunan tiga dimensi dari magnet kompak yang lebih realistis, dengan orientasi magnet yang dioptimalkan untuk dua geometri praktis: satu cincin tunggal dan cincin ganda bertumpuk. Mereka juga mengembangkan desain "terfokus" yang dapat menghasilkan medan homogen di luar bidang magnet, misalnya pada objek yang terletak di atas magnet.

Validasi Eksperimental

Untuk memverifikasi desain baru ini, tim peneliti mengembangkan rumus analitik dan membangun susunan magnet dari 16 FeNdB cuboids yang dipasang pada penyangga 3D-printing. Medan magnet yang dihasilkan kemudian diukur dan dibandingkan dengan prediksi teoretis. 

Hasilnya menunjukkan kesesuaian yang sangat baik antara pengukuran dan teori, dengan medan yang lebih kuat dan lebih homogen dibandingkan dengan Halbach array klasik maupun modifikasinya yang telah ada.

Potensi Aplikasi yang Luas

Desain baru ini menawarkan potensi besar untuk berbagai aplikasi yang membutuhkan medan magnet kuat dan merata. Salah satu contohnya adalah dalam magnetic resonance imaging (MRI), di mana magnet superkonduktor digunakan untuk mempolarisasi inti hidrogen dalam tubuh. Namun, magnet superkonduktor memerlukan teknologi yang kompleks dan biaya tinggi, menjadikannya sulit diakses di banyak wilayah dunia.

Sebagai alternatif, penelitian ini menawarkan solusi menggunakan magnet permanen, yang dapat lebih terjangkau dan lebih mudah diakses. Selain itu, aplikasi lain yang berpotensi diuntungkan adalah akselerator partikel dan sistem levitasi magnetik yang mengandalkan medan magnet yang kuat dan homogen untuk fungsi-fungsi canggih.

Dengan temuan ini, penelitian ini membuka peluang baru dalam pengembangan teknologi medan magnet, memberikan solusi lebih murah dan lebih praktis yang bisa diimplementasikan di berbagai bidang. (Science Daily/Z-2)