作者:王敏 来源:中国科学报 发布时间:2022/8/12 20:35:14
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合肥科学岛稳态强磁场刷新世界纪录

8月12日,由中国科学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(磁体口径32毫米)产生了45.22万高斯(即45.22特斯拉)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。

原世界纪录是1999年由美国国家强磁场实验室创造,其混合磁体产生45万高斯,至今已保持纪录23年之久。

3、刷新世界纪录.jpg

刷新世界纪录 强磁场团队供图

历经五年技术攻关 创世界纪录

稳态强磁场实验装置是国家发改委“十一五”期间立项的国家重大科技基础设施(又称“大科学装置”),2017年9月27日通过国家验收并正式投入运行。

国家稳态强磁场实验装置包括十台磁体:五台水冷磁体、四台超导磁体和一台混合磁体。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。

经过五年多技术攻关,平均年龄35周岁的强磁场团队创新磁体结构、研发新材料、优化制造工艺,终于取得重大技术突破。此次产生的45.22万高斯的稳态强磁场,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。

那45.22万高斯(即45.22特斯拉,1特斯拉=10000高斯)磁场究竟有多高?举一个例子,地球磁场约等于0.5高斯,45.22万高斯相当于地球磁场的90多万倍。

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稳态强磁场实验装置混合磁体 强磁场团队供图

成为支撑科技创新又一“利器”

稳态强磁场是物质科学研究需要的一种极端实验条件,是推动重大科学发现的“利器”。在强磁场实验环境下,物质特性会受到调控,有利于科学家们发现物质新现象、探索物质新规律。

据了解,国家稳态强磁场实验装置自投入运行以来,已经运行超过50万个机时,为国内外170多家单位提供了实验条件,在物理、化学、材料、生命健康、工程技术等领域开展了超过3000项课题的前沿研究,取得一系列重大科技成果。

比如首次发现外尔轨道导致的三维量子霍尔效应、揭示日光照射改善学习记忆的分子及神经环路机制等。

与此同时,研发装置衍生的成果和依托装置研究产生的多项成果,如组合扫描探针显微技术、国家Ⅰ类抗癌创新靶向药物等,成功地转化为现实生产力。

1、实验现场.jpg

实验室现场 强磁场团队供图

此次,国家稳态强磁场实验装置的混合磁体产生世界最高的稳态磁场,有力地提升了支撑科学家们开展物质科学研究的实验条件,将在低功耗电子材料等研究中发挥不可或缺的关键作用。

随着混合磁体产生的磁场强度的提高,其开放共享水平、用户服务水平也将得到大幅提升,将成为支撑我国科技创新的一大“利器”。

 
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