我国稳态强磁场强度今年有望创世界纪录
科普小知识2022-07-21 15:52:46
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北京,3月12日,科学技术日报(记者张格伦)——世界上第二个稳态强磁场实验装置正在合肥科学岛运行。中国人民政治协商会议全国委员会委员、稳态强磁场实验装置负责人、中国科学院合肥材料科学研究所所长邝广利12日告诉记者,稳态强磁场产生的磁场为42.9万高斯,相当于地球磁场的80万倍。“我们准备今年在原有基础上进一步改善相关条件,使其磁场强度达到45万高斯,相当于美国的稳态强磁场装置,是世界上最强的。”
中国稳态强磁场实验装置由五个水冷磁体、四个超导磁体、一个混合磁体和一系列外围实验测量系统组成。“在过去的几十年里,在强磁场下取得了许多原创性的成就,其中19项获得了诺贝尔奖。强磁场的条件也被称为诺贝尔奖的摇篮邝广利说。
这个装置还有一些独特精致的设计。例如,世界上第一台组合扫描隧道显微镜-磁性显微镜-原子力显微镜已经建成。该系统安装在一个200,000高斯的超导磁体上,可以用来表征材料。邝广利说,打个比方,这是在针尖上安装三种显微镜。
该团队还建造了世界上第一个水冷磁体扫描隧道显微镜系统。由于超导磁体提供的磁场强度不足,水冷式磁体混合磁体必须用于检测超高磁场中的表面电子状态。然而,水冷式磁体依靠水流来冷却磁体,这将在运行过程中产生巨大的水流振动,并对原子尺度测量产生很大影响。“我们已经克服了这个难题,重新开垦了这块‘处女地’,让研究人员在强磁场下通过扫描隧道显微镜进行观察。”邝广利说。
去年9月,中国的稳态强磁场实验装置正式建成并通过验收。据报道,迄今为止,来自170多个用户单位的1600多个研究小组已经对该设备进行了科学研究,并产生了许多原创性的科学成果。