100特斯拉脈沖磁體由功率達(dá)1200兆焦的發(fā)動機(jī)提供動力。
美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室脈沖磁場設(shè)施負(fù)責(zé)人查克-米爾克(中)與同事們共同慶祝磁脈沖新的世界記錄誕生。
新浪科技訊 北京時間3月30日消息，據(jù)國外媒體報道，美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家近日利用該實(shí)驗(yàn)室最大的磁體設(shè)施在六項(xiàng)不同的實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了強(qiáng)度超過100特斯拉的極強(qiáng)磁場。這一成果打破了此前的非破壞性極高強(qiáng)度磁場強(qiáng)度世界記錄。據(jù)科學(xué)家介紹，100特斯拉的磁場強(qiáng)度大約是地球磁場強(qiáng)度的200萬倍。
美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室脈沖磁場設(shè)施負(fù)責(zé)人查克-米爾克表示，“我們已經(jīng)為此努力了十五年。”為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究團(tuán)隊采用了100特斯拉脈沖磁體，這是一個由7層線圈組成的磁體，重約18000磅(約合8165公斤)，由功率達(dá)1200兆焦的發(fā)動機(jī)提供動力。其實(shí)，在其他地方也曾經(jīng)產(chǎn)生過更強(qiáng)磁場，但是磁體在產(chǎn)生超強(qiáng)磁場的過程中也將自己擊毀。洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的這個系統(tǒng)可以在100特斯拉強(qiáng)度條件下無破壞地開展工作，該設(shè)備也是組成美國強(qiáng)磁中心的三大設(shè)施之一。
這個強(qiáng)度為100.75特斯拉的磁場為多國大學(xué)的科研團(tuán)隊提供了各種研究素材和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這些大學(xué)包括美國羅格斯大學(xué)、法國卡昂國立高等工程師大學(xué)、加拿大麥克馬斯特大學(xué)、波多黎各大學(xué)、明尼蘇達(dá)大學(xué)、劍橋大學(xué)、英屬哥倫比亞大學(xué)和牛津大學(xué)等。這些研究團(tuán)隊所取得的研究成果也各有不同，歸納后主要包括如下三個方面：量子相變與新型超強(qiáng)磁場狀態(tài)、電子結(jié)構(gòu)測定以及物質(zhì)拓?fù)浔Ｗo(hù)狀態(tài)。洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室主任查理-麥克米蘭表示，“祝賀洛斯阿拉莫斯研究團(tuán)隊和他們的合作伙伴。他們的創(chuàng)新和創(chuàng)造力不僅僅掃清了科學(xué)障礙，而且解決了國家級難題。”
米爾克介紹說，“在近期的實(shí)驗(yàn)中，新磁體讓我們用戶明確了新型超導(dǎo)體的磁場上限，發(fā)現(xiàn)了困擾科學(xué)家近30年的物質(zhì)的兩種新磁序狀態(tài)，以前所未有的精度觀測到高溫超導(dǎo)體中的磁量子振蕩現(xiàn)象，測定了一種新物質(zhì)的拓?fù)錉顟B(tài)等。”
去年8月18日，洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊曾經(jīng)創(chuàng)造了非破壞性磁場強(qiáng)度新的世界記錄。當(dāng)時，科學(xué)家們所取得的磁場強(qiáng)度為97.4特斯拉，比廢舊汽車場使用的升隆機(jī)的磁場強(qiáng)100倍，是核磁共振掃描所使用的磁場強(qiáng)度的30倍。此次，該團(tuán)隊再次創(chuàng)造了新的世界記錄。米爾克表示，自從研究團(tuán)隊最近一次將磁場強(qiáng)度提升到90特斯拉以上，他們已經(jīng)表明有能力對如下領(lǐng)域?qū)嵤y量：超導(dǎo)體的磁場上限、量子磁轉(zhuǎn)變、光譜學(xué)、檢晶儀長度變化等。“現(xiàn)在，在100特斯拉條件下，我們能夠在一個單一磁體上完成多用戶實(shí)驗(yàn)。”
非破壞性極高強(qiáng)度磁場所產(chǎn)生脈沖能夠?yàn)榭茖W(xué)家們提供前所未有的工具實(shí)施多個領(lǐng)域的科學(xué)難題研究，如在極高磁場影響下物質(zhì)的性能變化研究、固體中相變的量子行為研究等。此外，研究人員還可以探索低溫磁場和高溫磁場的極限，從而有助于科學(xué)家更好地理解超導(dǎo)性、磁場感應(yīng)相變以及所謂的量子臨界點(diǎn)等。這種磁體還可以用作納米顯微鏡等。
洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的脈沖磁場設(shè)施是組成美國強(qiáng)磁中心的三大設(shè)施之一，其他兩個分別位于佛羅里達(dá)州立大學(xué)和佛羅里達(dá)大學(xué)(蓋恩斯維爾)。 美國強(qiáng)磁中心主要由國家科學(xué)基金會物質(zhì)研究部發(fā)起并贊助，佛羅里達(dá)州和美國能源部提供支持。(彬彬)
