近期，科學界除了黎曼猜想（xiǎng）和諾獎以外，還有一（yī）件大事情（qíng）！就在諾（nuò）獎頒布的（de）幾日前，日本科學家（jiā）刷新世界最強磁場紀錄，製造出 1200 特斯拉（lā）的超強（qiáng）磁場。

而在這個超強磁場誕（dàn）生的一瞬間，整個實驗室瞬間“一路火（huǒ）花帶閃電”，場麵頗為壯觀也十分驚（jīng）險。萬幸的是，當時（shí）研究人員（yuán）們所處的控（kòng）製室與實驗室（shì）仍有（yǒu）一定距離，最終無人傷亡，隻有儀（yí）器和一扇鐵門英勇犧牲。

這個看似“瘋狂”的（de）實驗由日本東京大學?山正（zhèng）二郎教授（Shojiro Takeyama）帶領團隊於今（jīn）年 4 月完成，論文發表在今年 9 月的《科學（xué）儀器評論》上。

在（zài）如此強大的磁場中，電子的運（yùn）動會（huì）被限（xiàn）製在1納米的空間內，從而允許研究人員進行更精準的測量，探索新的固體物理學奧（ào）秘。那麽，這個 1200 特斯（sī）拉（lā）究竟是什（shí）麽一（yī）個概（gài）念呢（ne）？

在以往的實驗中，科學家曾利用 16 特斯拉的磁場（chǎng）讓一隻（無辜的）青蛙（wā）懸浮在空中，但我們生活中幾乎接觸不到 16 特斯拉的（de）磁場，更別提 1200 特斯（sī）拉了。

日本科學（xué）家（jiā）：我也沒想到它這麽（me）強啊！

早在今年 1 月，?山正二郎教授及其團隊就利用“電磁濃縮法”成功產生了 985 特斯拉的磁場，刷新了室內可控磁場強度的記錄。

在強（qiáng）烈進取心的驅使下，研究團隊在當時（shí）曾表示，1000 特斯拉以上的磁場才（cái）是他們追求的目標。經（jīng）過 3 個月的不斷研究，?山的研究團隊終於打破了自己的記錄。

但是幸福總是（shì）“短暫”的，強度高達 1200 特斯拉的磁場持續了 100 微秒 ?? 約為人眨眼時間（jiān）的三千分之一，之後就燒毀了實（shí）驗線圈（quān），還順便破壞了（le）實驗室的鐵門。可謂是事了（le）拂袖去，深藏“功與名”。

至於破紀錄磁場的誕生過程，研究室的主（zhǔ）要負責人（rén）?山正二郎教授表示，“我也沒想（xiǎng）到一下子造出（chū）了 1200 特斯拉的磁場。原本估計這次實驗會創造出 700 特斯拉左右的磁場，所以就按照這個強度設計了實驗室的厚鐵門，因此（cǐ）在實（shí）驗中被炸壞了。所幸沒有人受傷。”

要知道，我們生活中接觸的最強磁場可能就是醫院的核磁共（gòng）振儀了，它（tā）的主磁體（tǐ）可以達到 3 特斯（sī）拉的強度，僅為實驗中磁場強度的（de） 1/400。至於（yú）我們熟悉（xī）的普通磁鐵和冰箱（xiāng）貼，它（tā）們的磁場強（qiáng）度僅有 0.001-0.01 特斯拉，完全無法相提並論。

事實上，俄羅斯科學家早在 2001 年就曾經創造出 2800 特斯拉（lā）的超強磁場，但是他們采用的方法（fǎ）非常極端：在電線圈和磁場產生設備附近引爆成（chéng）噸（dūn）的（de） TNT 炸藥，用爆（bào）炸帶來（lái）的衝擊力壓縮（suō）磁場，提高磁（cí）場強度（dù）。顯而易見，這個自毀式的方法根本無法在室內進（jìn）行，也無（wú）法（fǎ）有效地控製和重複，因為所有實驗設備都會被炸毀。

刹那間結束的實（shí）驗

實驗中使（shǐ）用的磁（cí）場產（chǎn）生設備十分龐大和複（fù）雜，其核心部分由儲存巨大能量的電容器，主線圈，內襯（chèn）管和勵磁線圈組（zǔ）成，一些（xiē）零部件甚至隻有（yǒu）少（shǎo）數公司才能生產。

在開啟設備後（hòu），充（chōng）滿電的（de）電容器（圖中左上灰色區域）會提供 3.2 兆焦（jiāo）耳（ěr）（最多 5 兆焦耳）的能量。這些能量通過 480 根獨立電線傳輸到主線圈（圖中左下灰（huī）色圓環）中，由此產生的電流以每微秒 4000 萬安培的速度增加，最終（zhōng）達到 4 安培。這種（zhǒng）瞬間產生的巨大電流會（huì）創造一個強磁場，並在 1.5 毫米厚的內襯管（圖中左下橘黃色圓（yuán）柱體）內部產生感應電流。

這兩股電流（liú）會產生互相排斥的磁場。由於（yú）主線圈由銅和鐵製成，相對於薄薄的銅內襯管更加厚重（chóng），因此排斥力和質量的差異會讓內（nèi）襯管以 5 千米/秒的速度向內內爆。這種（zhǒng）現象會不斷壓縮主線圈的靜態磁場，其強度約為 3.2 特斯拉，與核磁共振儀主（zhǔ）磁體相（xiàng）當。

在壓縮過程中，研究人員利用了法拉第（dì）效應來測量磁場的強度，即當激光穿過（guò）磁場時，它的偏振會被（bèi）磁場扭曲，結合（hé）傳播介質的（de）長度（dù）和扭曲的角度，便可以得出磁場強度。他們在主線圈中放（fàng）入了反射性（xìng）光學探測裝置，輔以熔融石（shí）英棒，透鏡，塑料（liào）棒和（hé）磁場探頭等多種微米和毫米級器材，來識別和測量入射激（jī）光的偏振等數據，再（zài）經過分析（xī）射出的激光數據，計（jì）算得出最（zuì）終的磁（cí）場強度變化和峰值（zhí）。

在經過了 40 多微秒的掙紮後，內襯（chèn）管無法再一步壓（yā）縮，其磁場（chǎng）強度達到了 1200 特斯拉的峰（fēng）值。此後，內襯管以相似的速度回彈，這股強大的力量最終帶著主線（xiàn）圈一起“同歸於盡”，並將實驗室的鐵門也炸壞了，留（liú）下了自（zì）己來過的痕跡。

至於追（zhuī）求超強磁場的理由，?山正（zhèng）二郎教授解釋說，“當磁場強度超過（guò） 1000 特斯（sī）拉時，你就會發現更有趣的可能性。你可以在電子（zǐ）不常在的材（cái）料環境中觀察（chá）它們的運（yùn）動，探索新的電子設備種類，比如納米級別的（de）電子設備。”

這項研究還有助於（yú）核聚變發電技（jì）術（shù）的研發，因為穩定核聚變所需的托卡馬克裝置需要數千特斯拉的強磁場，並且維持數微秒（miǎo）的時長。

如果研究團隊可以進一步提高磁（cí）場強（qiáng）度和可控性，那麽我（wǒ）們或許離可控（kòng）的核聚變發電技術又近了一步。