探秘稳态强磁场本文转自：安徽日报8月12日

本文转自：安徽日报
8月12日，中科院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研制的国家稳态强磁场实验装置产生了45.22万高斯的稳态磁场，相当于地球磁场90多万倍——
探秘稳态强磁场

文章图片

文章图片

扫码阅读更多内容
地球磁场约等于0.5高斯，这0.5高斯的强度就拥有足够的力量拨动指南针，使指南针的指针从任何方向旋转后都准确地再指向南方。
8月12日，中科院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研制的国家稳态强磁场实验装置再攀“科技高峰” ，其混合磁体产生了45.22万高斯（即45.22特斯拉， 1特斯拉=10000高斯）的稳态磁场，刷新了同类型磁体的世界纪录，成为目前全球范围内可支持科学研究的最高稳态磁场。45.22万高斯相当于地球磁场的90多万倍。这项世界纪录的突破意味着什么？有了这样的强磁场，能做哪些研究？让我们走进国家稳态强磁场实验装置一探究竟。
45.22万高斯，这个世界纪录来之不易
走进合肥“科学岛”强磁场科学中心， 6米高的稳态强磁场实验装置引人注目。二楼控制室内，大屏幕显示着各项参数，在这里，任何细微的变化都处于科研人员的监控之下。
【探秘稳态强磁场】国家稳态强磁场实验装置是“十一五”期间国家发改委批准立项的重大科技基础设施，共包括10台磁体：5台水冷磁体、4台超导磁体和1台混合磁体。其中，混合磁体是国际上技术难度最高的磁体，也是能够产生最高稳态磁场的磁体，从结构上看，它由外“超导磁体”和内“水冷磁体”组合而成。2016年，强磁场团队自主研制成功中心场强达40万高斯的混合磁体，一举跻身世界第二。在合肥综合性国家科学中心强光磁预研项目的支持下，经过5年多紧张的技术攻关，强磁场团队创新了磁体结构、研发了新材料、优化了制造工艺，终于取得重大技术突破。此次国家稳态强磁场实验装置的混合磁体在26.9兆瓦的电源功率下产生45.22万高斯的稳态强磁场，达到国际领先水平，成为我国科学实验极端条件建设乃至世界强磁场技术发展的重要里程碑。
很多人可能会问：美国国家强磁场实验室混合磁体1999年产生了45特斯拉稳态磁场，这个世界纪录保持了23年。合肥研究院混合磁体产生的45.22特斯拉，仅仅高出0.22特斯拉。增加0.22特斯拉为何这么难？中科院院士、中科院精密测量科学与技术创新研究院研究员叶朝辉用一个形象的比喻进行说明：“人类目前的百米纪录是9秒58 ，这是不是人类的极限还无法确定，但在此基础上哪怕缩短0.01秒，都是难度极大的事。同样，稳态强磁场达到45特斯拉以后，在此基础上每提升一点点，都需要大量工作，不仅包括材料、技术、工艺、能源保障等方面的改进，更需要研究和设计思路上的创新。”
随着科学研究不断向广度拓展、向深度进军，科学家必须借助精度更高、功能更强的设施设备进行研究。可以说，重大科技基础设施直接关系到建设科技强国的核心竞争力。叶朝辉说：“此次国家稳态强磁场实验装置的混合磁体刷新世界纪录，凸显了我国大科学装置建设的成效，相信可以促进包括物理、化学、材料、生命健康等领域在内的基础研究和应用研究取得进步。”
强磁场，现代科学实验最重要极端条件之一
强磁场与极低温、超高压一样，被列为现代科学实验最重要的极端条件之一，物质结构和状态在强磁场环境下都可能发生变化，呈现出多样的物理、化学现象和效应。数十年来，世界各国学者在此领域的科学研究一直非常活跃，取得了大批原创性重大成果，并推动了相关新兴高技术产业的发展。自1913年以来， 19项与强磁场有关的成果获得诺贝尔奖，仅近20年就有8项。发达国家竞相将稳态强磁场实验装置作为重大科技基础设施建设的重点。