9月22日是周日,安徽合肥西郊科學(xué)島上的一個實驗室內(nèi)卻十分熱鬧,轟鳴聲從一個巨大的白色罐體傳來,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:“42.02萬高斯!破紀(jì)錄了!”
經(jīng)現(xiàn)場專家組確認(rèn),中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強磁場科學(xué)中心自主研制的水冷磁體產(chǎn)生了42.02萬高斯的穩(wěn)態(tài)磁場,打破了2017年由美國國家強磁場實驗室水冷磁體產(chǎn)生的41.4萬高斯的世界紀(jì)錄。
為什么要創(chuàng)造穩(wěn)態(tài)強磁場?
據(jù)介紹,穩(wěn)態(tài)強磁場是開展物質(zhì)科學(xué)前沿研究所需的一種極端實驗條件,是推動重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的“利器”。在強磁場實驗環(huán)境下,物質(zhì)特性會受到調(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,全球科學(xué)家在穩(wěn)態(tài)強磁場條件下取得了眾多重大科研成果,其中有10多項獲得諾貝爾獎。強磁場技術(shù)已成為國際科技競爭的重要領(lǐng)域。
“與此同時,穩(wěn)態(tài)強磁場技術(shù)已在我們生產(chǎn)生活中有多項應(yīng)用,比如醫(yī)院的核磁共振設(shè)備?!睆姶艌隹茖W(xué)中心磁體運行與實驗測量部副主任郗傳英說,更強的磁場將為研制高溫超導(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。
42.02萬高斯穩(wěn)態(tài)強磁場有多強?
據(jù)介紹,地球磁場約為0.5高斯,42.02萬高斯相當(dāng)于地球磁場的80多萬倍,標(biāo)志著我國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大的實驗條件和創(chuàng)新環(huán)境?!睆姶艌隹茖W(xué)中心學(xué)術(shù)主任匡光力說。
據(jù)悉,穩(wěn)態(tài)強磁場磁體分為三種類型,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,我們曾以綜合優(yōu)勢問鼎‘混雙冠軍’,今天,我們又拿下了一項‘單打冠軍’?!笨锕饬φf。
水冷磁體新紀(jì)錄是怎樣產(chǎn)生的?
42.02萬高斯水冷磁體新紀(jì)錄的產(chǎn)生,得益于我國穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置的建設(shè)運行。
該裝置是國家發(fā)展改革委“十一五”期間立項的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,2017年通過國家驗收并正式投入運行,使我國成為美國、法國、荷蘭、日本之后第五個擁有穩(wěn)態(tài)強磁場的國家。
截至2023年底,該裝置已為國內(nèi)外近200家單位3000余項課題提供了實驗條件,多項成果已成功轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。
依托穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置,強磁場技術(shù)研究團隊經(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42.02萬高斯的穩(wěn)態(tài)磁場。
“這一磁體的研制成功,為我國未來建設(shè)更高場強的穩(wěn)態(tài)磁體打下關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)?!笨锕饬φf。
據(jù)悉,下一代穩(wěn)態(tài)強磁場大科學(xué)裝置將建設(shè)以55T混合磁體為代表的具有國際領(lǐng)先水平的穩(wěn)態(tài)磁體群,以及集成多種利用先進波源的測量系統(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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