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美打造极强磁场:强度为地球磁场两百万倍(图)

发布时间:2012年03月31日 14:22 | 进入复兴论坛 | 来源:新浪科技 | 手机看视频


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100特斯拉脉冲磁体由功率达1200兆焦的发动机提供动力。

  美国洛斯阿拉莫斯国家实验室脉冲磁场设施负责人查克-米尔克(中)与同事们共同庆祝磁脉冲新的世界记录诞生。

  北京时间3月30日消息,据国外媒体报道,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室科学家近日利用该实验室最大的磁体设施在六项不同的实验中产生了强度超过100特斯拉的极强磁场。这一成果打破了此前的非破坏性极高强度磁场强度世界记录。据科学家介绍,100特斯拉的磁场强度大约是地球磁场强度的200万倍。

  美国洛斯阿拉莫斯国家实验室脉冲磁场设施负责人查克-米尔克表示,“我们已经为此努力了十五年。”为了实现这一目标,研究团队采用了100特斯拉脉冲磁体,这是一个由7层线圈组成的磁体,重约18000磅(约合8165公斤),由功率达1200兆焦的发动机提供动力。其实,在其他地方也曾经产生过更强磁场,但是磁体在产生超强磁场的过程中也将自己击毁。洛斯阿拉莫斯国家实验室的这个系统可以在100特斯拉强度条件下无破坏地开展工作,该设备也是组成美国强磁中心的三大设施之一。

  这个强度为100.75特斯拉的磁场为多国大学的科研团队提供了各种研究素材和实验结果,这些大学包括美国罗格斯大学、法国卡昂国立高等工程师大学、加拿大麦克马斯特大学、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。这些研究团队所取得的研究成果也各有不同,归纳后主要包括如下三个方面:量子相变与新型超强磁场状态、电子结构测定以及物质拓扑保护状态。洛斯阿拉莫斯国家实验室主任查理-麦克米兰表示,“祝贺洛斯阿拉莫斯研究团队和他们的合作伙伴。他们的创新和创造力不仅仅扫清了科学障碍,而且解决了国家级难题。”

  米尔克介绍说,“在近期的实验中,新磁体让我们用户明确了新型超导体的磁场上限,发现了困扰科学家近30年的物质的两种新磁序状态,以前所未有的精度观测到高温超导体中的磁量子振荡现象,测定了一种新物质的拓扑状态等。”

  去年8月18日,洛斯阿拉莫斯国家实验室研究团队曾经创造了非破坏性磁场强度新的世界记录。当时,科学家们所取得的磁场强度为97.4特斯拉,比废旧汽车场使用的升隆机的磁场强100倍,是核磁共振扫描所使用的磁场强度的30倍。此次,该团队再次创造了新的世界记录。米尔克表示,自从研究团队最近一次将磁场强度提升到90特斯拉以上,他们已经表明有能力对如下领域实施测量:超导体的磁场上限、量子磁转变、光谱学、检晶仪长度变化等。“现在,在100特斯拉条件下,我们能够在一个单一磁体上完成多用户实验。”

  非破坏性极高强度磁场所产生脉冲能够为科学家们提供前所未有的工具实施多个领域的科学难题研究,如在极高磁场影响下物质的性能变化研究、固体中相变的量子行为研究等。此外,研究人员还可以探索低温磁场和高温磁场的极限,从而有助于科学家更好地理解超导性、磁场感应相变以及所谓的量子临界点等。这种磁体还可以用作纳米显微镜等。

  洛斯阿拉莫斯国家实验室的脉冲磁场设施是组成美国强磁中心的三大设施之一,其他两个分别位于佛罗里达州立大学和佛罗里达大学(盖恩斯维尔)。 美国强磁中心主要由国家科学基金会物质研究部发起并赞助,佛罗里达州和美国能源部提供支持。(彬彬)