圖為100特斯拉脈衝磁體由功率達1200兆焦的發動機(jī)提供動力
據國外媒體報道,美(měi)國洛斯阿拉莫斯國家實驗室科學家近日利(lì)用該實驗室最大的磁體設施在(zài)六項不同的實驗中產(chǎn)生了強度超過100特斯拉(lā)的極強磁(cí)場。這一(yī)成果打破了此前的非破壞性極高強度磁場強度世界記錄。據(jù)科學家介紹,100特斯拉的(de)磁場強度(dù)大約是地球磁場(chǎng)強度的200萬倍。
美國洛(luò)斯阿拉莫(mò)斯國家實驗室脈衝磁場設(shè)施負責人查克-米爾克表示,“我(wǒ)們(men)已經為此努力了十五年。”為了實(shí)現這一目標,研究團隊采用了(le)100特斯拉脈衝磁體,這是(shì)一個由7層(céng)線圈組成的磁(cí)體,重約18000磅(約合8165公斤),由功率達1200兆焦的發動機提供動力。其實,在其他地方也曾經產(chǎn)生過更強磁場,但是磁(cí)體在產(chǎn)生超強磁場的過程(chéng)中也將自己擊毀(huǐ)。洛斯阿拉莫斯國家實驗室的這個係統可以在100特(tè)斯拉強度條件下(xià)無破壞地開展工作,該設備也是組成美國強磁中心的三大設施之一(yī)。
這個強度(dù)為100.75特斯(sī)拉的磁場為(wéi)多國大學的科研團隊提供了(le)各(gè)種研究(jiū)素材和實驗結果,這些大學包括美國(guó)羅格斯大學、法國卡昂國立高等工程師大學、加拿大麥(mài)克馬斯特大學、波多黎各大(dà)學、明尼蘇達大學、劍橋大學、英屬哥倫比亞大學和牛津大學等。這些研究團隊所取得的研究成果也各有不同,歸納後主要包括如下三個方麵:量子相變與新(xīn)型(xíng)超強磁場狀態、電子結構測定以及物質拓撲保護狀態。洛斯阿拉莫斯國(guó)家實驗室主任查理-麥克米蘭表示,“祝賀(hè)洛(luò)斯阿拉莫斯研究團隊和他們的合作夥伴。他們的創新和創造力(lì)不僅僅掃清(qīng)了科學障礙,而且解決了國家級難題。”
米爾克介紹說,“在近期的實驗中,新磁體讓我們用戶明確了新型超導體的磁場(chǎng)上限,發現了困擾科學家近(jìn)30年的物(wù)質的兩種新磁序狀態,以前(qián)所未有的精(jīng)度觀測到高溫超導(dǎo)體中的磁量子振蕩現(xiàn)象,測定了一種新物質的拓撲(pū)狀態等。”
去年8月18日,洛斯阿拉莫斯國家實驗室研究團隊曾經創造了非破壞性磁場(chǎng)強度新的世界記錄(lù)。當時,科學家們所取得的磁場強度為(wéi)97.4特斯拉,比廢舊汽車場使用的升隆機的磁場強100倍,是核磁共振掃描所使用的磁場強度的(de)30倍。此次,該團隊再次創造了新的世界記(jì)錄。米爾克表示,自從研究團隊最近一次將磁場強度提(tí)升(shēng)到90特斯拉以上,他(tā)們已經表明有能力對如(rú)下領域實施測量:超(chāo)導體的磁場上限、量子(zǐ)磁轉變、光譜學、檢晶儀長度(dù)變化等。“現(xiàn)在,在100特斯拉條件下,我們能夠在一個單(dān)一(yī)磁體(tǐ)上完成多用(yòng)戶實驗。”
非破壞性極高強(qiáng)度磁場所產生脈衝能夠為科學家們提供(gòng)前所未有的工具實施多(duō)個領域的科學難題研究,如在極高(gāo)磁場(chǎng)影響(xiǎng)下物質(zhì)的性能變化研究、固體中(zhōng)相變的量子行為研究等。此(cǐ)外,研究人員還可以(yǐ)探索低溫磁場(chǎng)和高溫磁場的(de)極限,從而有助於科學(xué)家更好地理解超導性、磁場感應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(lā)莫斯國(guó)家實驗室的(de)脈衝磁場設施是組成(chéng)美國強磁中心(xīn)的三大設施之一,其他兩個分別位於佛羅(luó)裏達州立大學和佛羅裏達大學(蓋恩斯維爾(ěr))。 美(měi)國強磁中(zhōng)心(xīn)主要(yào)由(yóu)國家科學基金會物質研究部發(fā)起並讚助,佛羅裏達州和美國能源部提供支持。
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