該磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)地磁場(chǎng)的70萬(wàn)倍，能為全球研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展極端條件實(shí)驗(yàn)提供支持。

中國(guó)研究人員造出有史以來(lái)最強(qiáng)的全超導(dǎo)用戶磁體，為極端磁場(chǎng)科學(xué)樹(shù)立了新標(biāo)桿。周二，中國(guó)科學(xué)院宣布，北京的一個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)設(shè)施內(nèi)，一臺(tái)新磁體達(dá)到了35.6特斯拉的中心磁場(chǎng)強(qiáng)度。這標(biāo)志著此類研究裝備取得全球首次突破，為高場(chǎng)強(qiáng)科學(xué)開(kāi)辟了新前景。

實(shí)驗(yàn)是在"北京懷柔綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置"進(jìn)行的，該裝置是旨在服務(wù)國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的大型平臺(tái)。這一成果使中國(guó)躋身高場(chǎng)強(qiáng)高溫超導(dǎo)技術(shù)前列，讓研究人員能夠獲得遠(yuǎn)超傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的磁場(chǎng)環(huán)境。

為開(kāi)放研究打造的破紀(jì)錄磁體

這臺(tái)新磁體是一個(gè)全超導(dǎo)用戶系統(tǒng)，意味著它完全依靠超導(dǎo)材料以最小的能量損耗產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。它提供了35毫米（約1.38英寸）的有效孔徑，允許實(shí)驗(yàn)直接在磁場(chǎng)中進(jìn)行。其達(dá)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度大約是醫(yī)院核磁共振成像掃描儀的12至24倍，比地球自然磁場(chǎng)強(qiáng)70多萬(wàn)倍。這種量級(jí)的性能對(duì)于研究材料在無(wú)法復(fù)現(xiàn)的極端條件下的行為至關(guān)重要。

該磁體被設(shè)計(jì)成一個(gè)共享研究工具，已經(jīng)對(duì)國(guó)內(nèi)外用戶開(kāi)放。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院的消息，它將致力于支持材料科學(xué)、生命科學(xué)以及其他需要強(qiáng)穩(wěn)定磁場(chǎng)環(huán)境的前沿領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)。

中科院多所通力合作的工程成果

該成果是中國(guó)科學(xué)院下屬多個(gè)研究機(jī)構(gòu)密切合作的結(jié)晶。電工研究所牽頭負(fù)責(zé)超導(dǎo)磁體本身的設(shè)計(jì)、制造和系統(tǒng)集成。與此同時(shí)，物理研究所則專注于攻克高溫超導(dǎo)組件的系統(tǒng)健康監(jiān)測(cè)和精密測(cè)量技術(shù)難題。

該系統(tǒng)的早期版本在2023年達(dá)到了較低的場(chǎng)強(qiáng)水平。自那時(shí)起，研究人員升級(jí)了材料，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并改進(jìn)了制造工藝。這些改進(jìn)使得團(tuán)隊(duì)能夠在保持用戶實(shí)驗(yàn)所需的關(guān)鍵孔徑尺寸不縮減的前提下，將性能推向更高水平。這一成就標(biāo)志著中國(guó)目前在將高溫超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用于大型科學(xué)儀器方面已具備國(guó)際先進(jìn)能力。

滿足苛刻實(shí)驗(yàn)需求的穩(wěn)定性

除了原始強(qiáng)度，一臺(tái)全超導(dǎo)用戶磁體的價(jià)值還在于其提供高性能所需的穩(wěn)定性和可靠性。這類系統(tǒng)在極低溫度下運(yùn)行，此時(shí)電阻降至零。這使得它們能夠長(zhǎng)時(shí)間保持均勻磁場(chǎng)，同時(shí)能耗相對(duì)較低。

據(jù)報(bào)道，中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員羅建林表示："例如，它能穩(wěn)定維持最大磁場(chǎng)超過(guò)200小時(shí)，并且能很好地與極低溫、高壓等極端實(shí)驗(yàn)條件集成。""這支持了包括核磁共振、比熱和磁致伸縮在內(nèi)的廣泛實(shí)驗(yàn)測(cè)量，極大地滿足了科研界的需求。"

具有全球影響力的國(guó)家設(shè)施

該磁體安裝在北京郊區(qū)的懷柔科學(xué)城綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)。該基礎(chǔ)設(shè)施已于2025年2月通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，將極低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)、超高壓和超快光場(chǎng)等極端條件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)集中在同一地點(diǎn)。

這臺(tái)新磁體將與現(xiàn)場(chǎng)的其他平臺(tái)協(xié)同運(yùn)行，幫助科學(xué)家探索物質(zhì)的微觀世界，并加速與先進(jìn)儀器、醫(yī)療技術(shù)、能源系統(tǒng)和交通相關(guān)的發(fā)現(xiàn)。

羅建林補(bǔ)充道："強(qiáng)磁場(chǎng)是研究材料的重要工具。它們幫助科學(xué)家更好地理解高溫超導(dǎo)和量子材料，同時(shí)在生物大分子結(jié)構(gòu)的精確分析和磁靶向治療等醫(yī)療技術(shù)的研發(fā)中也發(fā)揮著重要作用，有助于疾病的診斷和治療。"

如果朋友們喜歡，敬請(qǐng)關(guān)注“知新了了”！