Liste von Größenordnungen der magnetischen Flussdichte

Diese Liste von Größenordnungen der magnetischen Flussdichte ist eine Zusammenstellung von typischen Werten zu Vergleichszwecken.

Grundeinheit der magnetischen Flussdichte im internationalen Einheitensystem ist das Tesla (Einheitenzeichen T). Üblich ist auch die cgs-Einheit Gauß (Gs) mit 1 T = 10⁴ Gs.

Femtotesla

1 fT = 10⁻¹⁵ T = 10 pGs

• wenige fT – mit Magnetoenzephalographie gemessene Magnetfelder von Hirnströmen

Pikotesla

1 pT = 10⁻¹² T = 10 nGs

• 20 bis 80 pT – mit Magnetokardiographie gemessene Magnetfelder der elektrophysiologischen Aktivität von Herzmuskelzellen

Nanotesla

1 nT = 10⁻⁹ T = 10 μGs

• 0,1 bis 10 nT – Magnetfelder im interstellaren Medium und um Galaxien

Mikrotesla

1 μT = 10⁻⁶ T = 10 mGs

• 50 μT – Erdmagnetfeld in Deutschland
• 100 μT – Zulässiger Grenzwert für elektromagnetische Felder bei 50 Hz (Haushaltsstrom) in Deutschland gemäß der 26. BImSchV

Millitesla

1 mT = 10⁻³ T = 10 Gs

• 2 mT – In 1 cm Abstand von einem 100-A-Strom, z. B. Batteriestrom beim Anlassen eines Automobils, siehe Ampèresches Gesetz
• 100 mT – Handelsüblicher Hufeisenmagnet
• 250 mT – Typischer Sonnenfleck

Tesla

1 T = 10 kGs

• 1,61 T – Maximale Flussdichte eines NdFeB-Magneten. NdFeB-Magnete sind die stärksten Dauermagnete, (typische Werte: 1 T bis 1,5 T)
• 2,45 T – Sättigungspolarisation von Fe₆₅Co₃₅, der höchste Wert eines Materials bei Raumtemperatur.
• 0,35 bis 3,0 T – Magnetresonanztomographie (auch als Kernspintomographie bezeichnet) für die Anwendung am Menschen. Zu Forschungszwecken werden auch Geräte mit 7,0 T und mehr verwendet.
• 8,6 T – Supraleitende Dipolmagnete des Large Hadron Collider des CERN in Betrieb
• 12 T – Supraleitende Niob-Zinn Spule des ITER Kernfusion-Projektes
• 20 T – Supraleitende Hochtemperatur-Spule (20 K) für Kernfusions-Reaktor
• 28,2 T – Derzeit stärkster supraleitender Magnet in der NMR-Spektroskopie (1,2-GHz-Spektrometer)
• 32 T – Stärkster Magnet auf Basis von (Hochtemperatur-)Supraleitern
• 45,5 T – Stärkster dauerhaft arbeitender Elektromagnet, Hybrid aus supraleitendem und konventionellen Elektromagneten
• 100 T – Pulsspule – höchste Flussdichte ohne Zerstörung der Kupferspule, erzeugt für wenige Millisekunden

Kilotesla

1 kT = 10³ T = 10⁷ Gs

• 1,2 kT – Höchste durch elektromagnetische Flusskompression erzeugte Flussdichte (kontrollierte Zerstörung der Anordnung, im Labor)
• 2,8 kT – Höchste durch explosiv getriebene Flusskompression erzeugte Flussdichte (im Freien)

Megatesla

1 MT = 10⁶ T = 10¹⁰ Gs

• 1 bis 100 MT – Magnetfeld auf einem Neutronenstern

Gigatesla

1 GT = 10⁹ T = 10¹³ Gs

• 1 bis 100 GT – Magnetfeld auf einem Magnetar (z. B. 10 GT bei PSR J1745−2900)
• 4,4 GT – Schwinger-Limit: nichtlineare Effekte, Vakuumdoppelbrechung

Teratesla

1 TT = 10¹² T = 10¹⁶ Gs

• 100 TT – stärkstes bei einer Schwerionenkollision (für 10⁻²³ s) erzeugtes Magnetfeld

Größere Flussdichten

• 10³⁸ T – Theoretisch maximal mögliches Magnetfeld

Einzelnachweise

1. ↑ siehe z. B. Magnetfelder in Spiralgalaxien@mpg.de 2014 (PDF 1,4 MB); „Es gibt Theorien, dass das intergalaktische Medium von Magnetfeldern erfüllt ist, aber sie müssten wesentlich schwächer sein als die galaktischen Felder“, Kosmische Magnetfelder. Ungeahnte Ordnung im All Ruhr-Universität Bochum 2018, abgerufen 8. November 2018.
2. ↑ LHC Dipolmagnet Funktionsprinzip. Abgerufen am 4. August 2011. 
3. ↑ Heinz M. Hiersig (Hrsg.): Lexikon Ingenieurwissen-Grundlagen. Springer, 2013, ISBN 978-3-642-95765-9, S. 242 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
4. ↑ CERN FAQ – LHC the guide. (PDF; 27,0 MB) Februar 2009, abgerufen am 22. August 2010 (englisch). 
5. ↑ MIT ramps 10-ton magnet up to 20 tesla in proof of concept for commercial fusion. In: MIT News. 10. September 2021, abgerufen am 13. Oktober 2021. 
6. ↑ MIT ramps 10-ton magnet up to 20 tesla in proof of concept for commercial fusion. In: MIT News. 10. September 2021, abgerufen am 13. Oktober 2021. 
7. ↑ MPG: One of the strongest high resolution NMR. Abgerufen am 14. März 2021 (englisch). 
8. ↑ Meldung im Magnetics
9. ↑ David C. Larbalestier et al.: 45.5-tesla direct-current magnetic field generated with a high-temperature superconducting magnet. In: Nature. Nr. 570, 12. Juni 2019, S. 496–499, doi:10.1038/s41586-019-1293-1 (englisch). 
10. ↑ Strongest non-destructive magnetic field: world record set at 100-tesla level. In: lanl.gov. Los Alamos National Laboratory, 22. März 2012, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 19. Juli 2014; abgerufen am 12. November 2019 (englisch). 
11. ↑ D. Nakamura, A. Ikeda, H. Sawabe, Y. H. Matsuda, S. Takeyama: Record indoor magnetic field of 1200 T generated by electromagnetic flux-compression. In: Review of Scientific Instruments. Band 89, 2018, S. 095106, doi:10.1063/1.5044557. 
12. ↑ A.I. Bykov, M.I. Dolotenko, N.P. Kolokolchikov, V.D. Selemir, O.M. Tatsenko: VNIIEF achievements on ultra-high magnetic fields generation. In: Physica B: Condensed Matter. Band 294-295, 2001, S. 574–578, doi:10.1016/s0921-4526(00)00723-7. 
13. ↑ Nadja Podbregar: Stärkstes Magnetfeld des Universums erzeugt. In: scinexx.de. 13. März 2024, abgerufen am 13. März 2024. 
14. ↑ Isabelle Dumé: Magnetic fields go to the maximum. Physics World, 18. Mai 2006, abgerufen am 20. Dezember 2021.