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科学家冲击最强磁场记录:地球磁场强度200万倍

发布时间:2012年03月28日 14:57 | 进入复兴论坛 | 来源: | 手机看视频


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  据国外媒体报道,工作在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)的科学家们用该实验室最大磁体设施产生了超过100特斯拉的磁场,并进行了6项不同的实验。100特斯拉的磁场大约相当于地球磁场强度的2百万倍。洛斯阿拉莫斯脉冲场设施的领导人查理·米尔克(Chuck Mielke)说:“这是我们的‘登月计划’,我们为此已经工作了15年。”

美国洛斯阿拉莫斯国家强磁场实验室

驱动产生100特斯拉脉冲磁场的12亿瓦的功率发生器

  该小组利用的这个100特斯拉能重复使用的脉冲磁体是由7个线圈组成,重量在大约18000磅,由功率12亿瓦的发生器所驱动。实际上,在其他的地方已经有更高的磁场产生了,但是产生这样磁场的磁铁都被自己强大的磁场所击溃。洛斯阿拉莫斯的这个系统是设计的能经常性、无破坏的工作在强大的100特斯拉磁场区域。洛斯阿拉莫斯设施是组成国家高磁场实验室(National High Magnetic Field Laboratory )的三个机构之一。

  目前该100.75特斯拉的磁场为来自美国罗格斯大学、法国研究生院和国家工程研究中心、麦克马斯特大学、波多黎各大学、明尼苏达大学、剑桥大学、英属哥伦比亚大学和牛津大学等科研小组产生了研究结果。虽然研究结果随着实验项目的不同而不同,但是我们可以大致归纳如下:量子相变和超高场磁状态;电子结构的测定;拓扑保护性物态。

  国家高磁场实验室主管麦克米伦(McMillan)说:“祝贺洛斯阿拉莫斯小组和我们的合作者。他们的改革性和创造力不仅扫清了科学上的障碍,而且在这个过程中也解决了许多国家级难题。”

  米尔克说:“在最近的实验当中,新的磁体使我们的用户和工作人员确定了新型超导体的磁场上限、发现了两个已经与科学家捉了近30年迷藏的物质中的新磁序状态(magnetically ordered states)、在高温超导体中观察到了磁-量子振荡并达到了前所未有的精度、确定了一种新物质的拓扑态、在高级的磁性物质中还发现了新形式的磁有序。

  国家高磁场实验室小组在去年的8月18日创造了非破坏性磁场实验磁感应强度的最高世界纪录,达到了97.4特斯拉,该磁感应强度比废车场所使用的巨大吸引汽车的磁铁要强大100多倍,比核磁共振扫描期间所使用的磁场强300多倍。该纪录在今天早上当该小组全力再一次开启这个大磁铁的时候被打破了——达到了98.35特斯拉,下午又达到了100.75特斯拉的强度。

  米尔克说:“自从该小组最近进军磁感应强度90特斯拉之上以来,他们已经展示出可以测量以下物理研究项目:高临界磁场的超导体、射频无接触传导性、量子磁跃迁、磁性传输等。

  米尔克说:“现在在100特斯拉的条件下,我们可以集中精力去获得多用户实验。因为有如此过量的预约,所以现在完全可以在单一的这个大磁体上运行。在这个实验室有超过10多人为实现这个目标而共同工作。

  非破坏性极高强度的脉冲磁场为研究者提供了前所未有的工具,能用来研究一系列的科学问题:从在极高磁场的影响下物质如何表现到固体中相变的量子行为。

  研究工作者可以探索极低的温度和极高的磁场,这将有助于我们理解超导性,磁场诱导的相变以及所谓的量子临界点——是指在极低温度下物质性质的极小变化对其物理行为有显著的影响。该磁体也可用来作为纳米尺度的显微镜。

  文/搜狐科学