9月22日是周日,安徽合肥西郊科學(xué)島上的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)卻十分熱鬧,轟鳴聲從一個(gè)巨大的白色罐體傳來(lái),身著白大褂的科研人員緊盯著罐體上方的小屏幕。
“40.99”“41.15”“42.02”,隨著屏幕上數(shù)字不斷提高并最終定格,眾人發(fā)出歡呼:“42.02萬(wàn)高斯!破紀(jì)錄了!”
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)專家組確認(rèn),中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心自主研制的水冷磁體產(chǎn)生了42.02萬(wàn)高斯的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng),打破了2017年由美國(guó)國(guó)家強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室水冷磁體產(chǎn)生的41.4萬(wàn)高斯的世界紀(jì)錄。
為什么要?jiǎng)?chuàng)造穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)?
據(jù)介紹,穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)是開展物質(zhì)科學(xué)前沿研究所需的一種極端實(shí)驗(yàn)條件,是推動(dòng)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的“利器”。在強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下,物質(zhì)特性會(huì)受到調(diào)控,有利于科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物質(zhì)新現(xiàn)象、研究物質(zhì)新規(guī)律,為物理、化學(xué)、材料和生物等學(xué)科研究提供了新途徑。
幾十年來(lái),全球科學(xué)家在穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)條件下取得了眾多重大科研成果,其中有10多項(xiàng)獲得諾貝爾獎(jiǎng)。強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)已成為國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域。
“與此同時(shí),穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)已在我們生產(chǎn)生活中有多項(xiàng)應(yīng)用,比如醫(yī)院的核磁共振設(shè)備?!睆?qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心磁體運(yùn)行與實(shí)驗(yàn)測(cè)量部副主任郗傳英說(shuō),更強(qiáng)的磁場(chǎng)將為研制高溫超導(dǎo)材料、高性能電池以及生物醫(yī)療設(shè)備等提供更大助力。
42.02萬(wàn)高斯穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)有多強(qiáng)?
據(jù)介紹,地球磁場(chǎng)約為0.5高斯,42.02萬(wàn)高斯相當(dāng)于地球磁場(chǎng)的80多萬(wàn)倍,標(biāo)志著我國(guó)乃至世界水冷磁體技術(shù)發(fā)展的新高峰。
“就像顯微鏡放大100倍比放大10倍能看得更清楚,這一磁體的成功研制將為科研人員提供更強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)條件和創(chuàng)新環(huán)境。”強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心學(xué)術(shù)主任匡光力說(shuō)。
據(jù)悉,穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)磁體分為三種類型,即水冷磁體、超導(dǎo)磁體以及由水冷磁體和超導(dǎo)磁體組合的混合磁體?!八浯朋w、超導(dǎo)磁體都是‘單打高手’,混合磁體是‘混雙組合’。2022年,我們?cè)跃C合優(yōu)勢(shì)問鼎‘混雙冠軍’,今天,我們又拿下了一項(xiàng)‘單打冠軍’?!笨锕饬φf(shuō)。
水冷磁體新紀(jì)錄是怎樣產(chǎn)生的?
42.02萬(wàn)高斯水冷磁體新紀(jì)錄的產(chǎn)生,得益于我國(guó)穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置的建設(shè)運(yùn)行。
該裝置是國(guó)家發(fā)展改革委“十一五”期間立項(xiàng)的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,2017年通過國(guó)家驗(yàn)收并正式投入運(yùn)行,使我國(guó)成為美國(guó)、法國(guó)、荷蘭、日本之后第五個(gè)擁有穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)的國(guó)家。
截至2023年底,該裝置已為國(guó)內(nèi)外近200家單位3000余項(xiàng)課題提供了實(shí)驗(yàn)條件,多項(xiàng)成果已成功轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。
依托穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置,強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近4年努力,創(chuàng)新了磁體結(jié)構(gòu)、優(yōu)化了制造工藝,最終在32.3兆瓦的電源功率下產(chǎn)生42.02萬(wàn)高斯的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)。
“這一磁體的研制成功,為我國(guó)未來(lái)建設(shè)更高場(chǎng)強(qiáng)的穩(wěn)態(tài)磁體打下關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)?!笨锕饬φf(shuō)。
據(jù)悉,下一代穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)大科學(xué)裝置將建設(shè)以55T混合磁體為代表的具有國(guó)際領(lǐng)先水平的穩(wěn)態(tài)磁體群,以及集成多種利用先進(jìn)波源的測(cè)量系統(tǒng),主要目標(biāo)是解決新型電子材料研發(fā)、重大疾病病理及藥物研發(fā)等世界前沿科技問題。(記者徐海濤、張泉、陳諾)
轉(zhuǎn)自:新華社
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