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作者:王敏 來源:中國科學報 發布時間:2022/8/12 20:35:14
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合肥科學島穩態強磁場刷新世界紀錄

8月12日,由中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心研制的國家穩態強磁場實驗裝置再攀“科技高峰”:其混合磁體(磁體口徑32毫米)產生了45.22萬高斯(即45.22特斯拉)的穩態磁場,刷新了同類型磁體的世界紀錄,成為目前全球范圍內可支持科學研究的最高穩態磁場。

原世界紀錄是1999年由美國國家強磁場實驗室創造,其混合磁體產生45萬高斯,至今已保持紀錄23年之久。

3、刷新世界紀錄.jpg

刷新世界紀錄 強磁場團隊供圖

歷經五年技術攻關 創世界紀錄

穩態強磁場實驗裝置是國家發改委“十一五”期間立項的國家重大科技基礎設施(又稱“大科學裝置”),2017年9月27日通過國家驗收并正式投入運行。

國家穩態強磁場實驗裝置包括十臺磁體:五臺水冷磁體、四臺超導磁體和一臺混合磁體。其中,混合磁體是國際上技術難度最高的磁體,也是能夠產生最高穩態磁場的磁體,從結構上看,它由外“超導磁體”和內“水冷磁體”組合而成。

2016年,強磁場團隊自主研制成功中心場強達40萬高斯的混合磁體,一舉躋身世界第二。

經過五年多技術攻關,平均年齡35周歲的強磁場團隊創新磁體結構、研發新材料、優化制造工藝,終于取得重大技術突破。此次產生的45.22萬高斯的穩態強磁場,成為我國科學實驗極端條件建設乃至世界強磁場技術發展的重要里程碑。

那45.22萬高斯(即45.22特斯拉,1特斯拉=10000高斯)磁場究竟有多高?舉一個例子,地球磁場約等于0.5高斯,45.22萬高斯相當于地球磁場的90多萬倍。

2、穩態強磁場實驗裝置混合磁體.jpg

穩態強磁場實驗裝置混合磁體 強磁場團隊供圖

成為支撐科技創新又一“利器”

穩態強磁場是物質科學研究需要的一種極端實驗條件,是推動重大科學發現的“利器”。在強磁場實驗環境下,物質特性會受到調控,有利于科學家們發現物質新現象、探索物質新規律。

據了解,國家穩態強磁場實驗裝置自投入運行以來,已經運行超過50萬個機時,為國內外170多家單位提供了實驗條件,在物理、化學、材料、生命健康、工程技術等領域開展了超過3000項課題的前沿研究,取得一系列重大科技成果。

比如首次發現外爾軌道導致的三維量子霍爾效應、揭示日光照射改善學習記憶的分子及神經環路機制等。

與此同時,研發裝置衍生的成果和依托裝置研究產生的多項成果,如組合掃描探針顯微技術、國家Ⅰ類抗癌創新靶向藥物等,成功地轉化為現實生產力。

1、實驗現場.jpg

實驗室現場 強磁場團隊供圖

此次,國家穩態強磁場實驗裝置的混合磁體產生世界最高的穩態磁場,有力地提升了支撐科學家們開展物質科學研究的實驗條件,將在低功耗電子材料等研究中發揮不可或缺的關鍵作用。

隨著混合磁體產生的磁場強度的提高,其開放共享水平、用戶服務水平也將得到大幅提升,將成為支撐我國科技創新的一大“利器”。

 
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