9月22日是周日，安徽合肥西郊科學(xué)島上的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)卻十分熱鬧，轟鳴聲從一個(gè)巨大的白色罐體傳來，身著白大褂的科研人員緊盯著罐體上方的小屏幕。

“40.99”“41.15”“42.02”，隨著屏幕上數(shù)字不斷提高并最終定格，眾人發(fā)出歡呼：“42.02萬高斯!破紀(jì)錄了!”

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)專家組確認(rèn)，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心自主研制的水冷磁體產(chǎn)生了42.02萬高斯的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)，打破了2017年由美國國家強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室水冷磁體產(chǎn)生的41.4萬高斯的世界紀(jì)錄。

為什么要?jiǎng)?chuàng)造穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)?

據(jù)介紹，穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)是開展物質(zhì)科學(xué)前沿研究所需的一種極端實(shí)驗(yàn)條件，是推動(dòng)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的“利器”。在強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，物質(zhì)特性會(huì)受到調(diào)控，有利于科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物質(zhì)新現(xiàn)象、研究物質(zhì)新規(guī)律，為物理、化學(xué)、材料和生物等學(xué)科研究提供了新途徑。

幾十年來，全球科學(xué)家在穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)條件下取得了眾多重大科研成果，其中有10多項(xiàng)獲得諾貝爾獎(jiǎng)。強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)已成為國際科技競爭的重要領(lǐng)域。

9月22日，在中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心，科研人員在中控室內(nèi)查看水冷磁體的運(yùn)行情況。新華社記者 張端 攝

“與此同時(shí)，穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)已在我們生產(chǎn)生活中有多項(xiàng)應(yīng)用，比如醫(yī)院的核磁共振設(shè)備。”強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心磁體運(yùn)行與實(shí)驗(yàn)測(cè)量部副主任郗傳英說，更強(qiáng)的磁場(chǎng)將為研制高溫超導(dǎo)材料、高性能電池以及生物醫(yī)療設(shè)備等提供更大助力。

42.02萬高斯穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)有多強(qiáng)?

據(jù)介紹，地球磁場(chǎng)約為0.5高斯，42.02萬高斯相當(dāng)于地球磁場(chǎng)的80多萬倍，標(biāo)志著我國乃至世界水冷磁體技術(shù)發(fā)展的新高峰。

9月22日，在中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心，科研人員在中控室內(nèi)交流。新華社記者 張端 攝

“就像顯微鏡放大100倍比放大10倍能看得更清楚，這一磁體的成功研制將為科研人員提供更強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)條件和創(chuàng)新環(huán)境。”強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心學(xué)術(shù)主任匡光力說。

據(jù)悉，穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)磁體分為三種類型，即水冷磁體、超導(dǎo)磁體以及由水冷磁體和超導(dǎo)磁體組合的混合磁體。“水冷磁體、超導(dǎo)磁體都是‘單打高手’，混合磁體是‘混雙組合’。2022年，我們?cè)跃C合優(yōu)勢(shì)問鼎‘混雙冠軍’，今天，我們又拿下了一項(xiàng)‘單打冠軍’。”匡光力說。

這是中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心內(nèi)的水冷磁體(9月22日攝)。新華社記者 張端 攝

水冷磁體新紀(jì)錄是怎樣產(chǎn)生的?

42.02萬高斯水冷磁體新紀(jì)錄的產(chǎn)生，得益于我國穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置的建設(shè)運(yùn)行。

該裝置是國家發(fā)展改革委“十一五”期間立項(xiàng)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，2017年通過國家驗(yàn)收并正式投入運(yùn)行，使我國成為美國、法國、荷蘭、日本之后第五個(gè)擁有穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)的國家。

這是中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心內(nèi)的水冷磁體(9月22日攝)。新華社記者 張端 攝

截至2023年底，該裝置已為國內(nèi)外近200家單位3000余項(xiàng)課題提供了實(shí)驗(yàn)條件，多項(xiàng)成果已成功轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。

依托穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置，強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近4年努力，創(chuàng)新了磁體結(jié)構(gòu)、優(yōu)化了制造工藝，最終在32.3兆瓦的電源功率下產(chǎn)生42.02萬高斯的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)。

這是中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心內(nèi)的水冷磁體(9月22日攝)。新華社記者 張端 攝

“這一磁體的研制成功，為我國未來建設(shè)更高場(chǎng)強(qiáng)的穩(wěn)態(tài)磁體打下關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。”匡光力說。

據(jù)悉，下一代穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)大科學(xué)裝置將建設(shè)以55T混合磁體為代表的具有國際領(lǐng)先水平的穩(wěn)態(tài)磁體群，以及集成多種利用先進(jìn)波源的測(cè)量系統(tǒng)，主要目標(biāo)是解決新型電子材料研發(fā)、重大疾病病理及藥物研發(fā)等世界前沿科技問題。

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