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每日速看!45.22萬高斯!我國自主研制穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置打破世界紀(jì)錄

據(jù)中央廣播電視總臺中國之聲《新聞超鏈接》報道,8月12日,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強磁場科學(xué)中心研制的國家穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置產(chǎn)生了45.22萬高斯(即45.22特斯拉)的穩(wěn)態(tài)磁場,刷新了同類型磁體的世界紀(jì)錄,成為目前全球范圍內(nèi)可支持科學(xué)研究的最高穩(wěn)態(tài)磁場,這是我國科學(xué)實驗極端條件建設(shè)乃至世界強磁場技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。


(資料圖片僅供參考)

穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置(安徽日報記者 徐旻昊 攝)

“穩(wěn)態(tài)強磁場”是什么?45.22萬高斯的穩(wěn)態(tài)強磁場如何產(chǎn)生,又將催生哪些科技成果?

地球磁場的90多萬倍

穩(wěn)態(tài)強磁場是物質(zhì)科學(xué)研究需要的一種極端實驗條件。在強磁場條件下,物質(zhì)的特性將受到調(diào)控,科學(xué)家可以據(jù)此發(fā)現(xiàn)物質(zhì)新現(xiàn)象,探索物質(zhì)新規(guī)律。

中科院合肥研究院強磁場科學(xué)中心學(xué)術(shù)主任、強磁場安徽省實驗室主任、強光磁預(yù)研項目負(fù)責(zé)人匡光力告訴我們,磁場其實與電場類似,是一種人眼雖不能直接看見、但卻真實存在的特殊物質(zhì)。例如地球本身就會產(chǎn)生磁場,其強度較弱,大約只有0.5高斯,但也足夠讓指南針轉(zhuǎn)動。而穩(wěn)態(tài)強磁場則比地球磁場高許多,例如這次產(chǎn)生的45.22萬高斯,相當(dāng)于地球磁場的90多萬倍。

磁場越強,對科學(xué)研究的好處越大。在實驗過程中,磁場能使物質(zhì)的特性發(fā)生改變,磁場越強,改變的力度越大。同時,在越強的磁場條件下,實驗研究可探索的范圍也越大,科學(xué)家新發(fā)現(xiàn)的機(jī)遇就越多。另外,有些物質(zhì)的現(xiàn)象需要在極高的磁場條件下才會出現(xiàn)。因此,有了穩(wěn)態(tài)強磁場,才更有可能發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象和新規(guī)律,獲得重大原創(chuàng)的成果。

雖然能夠產(chǎn)生強磁場,但這個裝置本身非常安全。穩(wěn)態(tài)磁場傳播的范圍很小,在10米左右的距離就能衰減到安全值。而且,裝置運行時,人也不必在裝置附近,所有的數(shù)據(jù)采集都能顯示在控制室的大屏幕上,這進(jìn)一步保證了實驗人員的安全。

科研團(tuán)隊合影(中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院官方訂閱號科學(xué)島在線發(fā)布)

完全由中國科學(xué)家設(shè)計研制

如此高的穩(wěn)態(tài)磁場,是通過混合磁體產(chǎn)生的。混合磁體由兩個磁體組裝而成,其中一個是尺寸較大的超導(dǎo)磁體,另一個則是水冷磁體。這兩個磁體組裝起來后,共同產(chǎn)生的磁場達(dá)到了45.22萬高斯。

這套混合磁體裝置,完全是由中國科學(xué)家自己設(shè)計研制的,其中超導(dǎo)技術(shù)更是從零基礎(chǔ)開始。在大量的設(shè)計預(yù)研工作的基礎(chǔ)上,在材料選擇、加工工藝等多個方面攻克了一系列難題,最終才成功制造出了這樣一個大型的創(chuàng)紀(jì)錄的混合磁體。值得一提的是,我國從2008年才開始建設(shè)穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置,起步比許多國家都晚,但短時間內(nèi)已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

峰值達(dá)45.22萬高斯(中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院官方訂閱號科學(xué)島在線發(fā)布)

穩(wěn)態(tài)強磁場在2017年9月通過了國家驗收,此后投入全面運行,至今已經(jīng)提供給國內(nèi)外170多家單位的科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究,為材料科學(xué)、凝聚態(tài)物理、化學(xué)、生物學(xué)及醫(yī)學(xué)等方面的3000多個課題提供研究條件,幫助科學(xué)家產(chǎn)出了很多高水平的科研成果。

據(jù)匡光力介紹,未來他們還將進(jìn)一步完善裝置外圍的實驗測量系統(tǒng),并加大裝置的開放共享,讓更多有需要的科學(xué)家用上強磁場裝置。在低功耗電子材料、高溫超導(dǎo)機(jī)理研究等具有重大應(yīng)用前景的科研課題上,穩(wěn)態(tài)強磁場將為新發(fā)現(xiàn)帶來更多可能。

監(jiān)制:郭靜

記者:鶴佳

編輯:馬露絲 楊揚 潘雨薇

標(biāo)簽: 地球磁場 科學(xué)研究院 中國科學(xué)院

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