科学岛实现世界第二强度稳态磁场
11月13日下午,中国科学院强磁场科学中心磁体实验大厅一片欢呼,自主研制的混合磁体装置调试获得圆满成功,实现了任务目标——40万高斯稳态磁场!它正式成为磁场强度在世界排名第二高的稳态强磁场装置。据悉,混合磁体装置将主要用于新型功能材料的量子行为研究。
据介绍,混合磁体由外超导磁体和套在其中的水冷磁体组合而成。就在一个月前,水冷磁体单独调试成功,能够产生30万高斯的稳态磁场;一周前,低温孔径达920毫米的大型高场超导磁体调试成功,能够产生10万高斯的稳态磁场。而当天,两个磁体成功合体,共同产生了40万高斯的稳态磁场,终于圆了相关科研人员追求了八年的梦想!“追求极高的磁场就像攀登珠穆朗玛峰,到达极限之前,需要克服许多困难方能成功。”据介绍,强磁场是支持科学前沿探索的一种极端实验条件,磁场越高,科学发现的机遇越多,混合磁体是国际上产生最高稳态磁场的主要选择。然而,混合磁体研制难度巨大,因为看似简单的磁体安装稍有偏差即可能导致巨大破坏,两个磁体的磁中心面或磁轴如不能重合,即便相差一毫米,磁体也将面临数吨的相互作用力。
刚调试成功的混合磁体装置是中国科学院强磁场科学中心承担的国家十一五重大科技基础设施——稳态强磁场实验装置项目所包含的九台磁体装置中产生磁场最高的磁体,也是最后研制成功的磁体,此前研制成功的水冷磁体中有三台创造了单项世界纪录。这次混合磁体的调试成功标志着强磁场中心承担的稳态强磁场装置项目的主要任务已经圆满完成,它的研制成功是我国强磁场技术发展的重要里程碑。
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强磁场有何用?对多种学科研究帮助巨大
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,为物理、化学、材料和生物等学科研究提供了新途径,对于发现和认识新现象、揭示新规律具有重要作用。强磁场下的核磁共振,又是生命科学、医学、脑科学研究的必要工具。例如,在农业、人类健康密切相关的生物大分子研究中,相当多的样品只能是液态的,只有在强磁场条件下才能研究。(胡霈霖)