我国稳态强磁场实验装置刷新世界纪录意味着什么

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日前，国家重大科技基础设施稳态强磁场实验装置实现重大突破，产生场强45.22万高斯的稳态磁场，创下了近23年来同类型磁体的世界新纪录强磁场的实验条件在物理，化学，材料和生命科学等许多领域都有重要价值新纪录的诞生，表明我国已具备国际领先的稳态强磁场实验条件，可为科研人员探索物质世界提供有力支持

日前，中国科学院合肥物质科学研究所高场科学中心高场磁体运行监控中心宽大的液晶显示屏和一排排电脑屏幕上布满了各种图表和数据实验过程中，人们不时指着屏幕上的数字，与周围的人低声交流看起来就像平常一样但对于这个科研骨干平均年龄只有35岁的年轻团队来说，他们得到的最新数据意义重大

当天下午，中科院合肥物质科学研究院召开新闻发布会宣布，该院强磁场科学中心研制的国家稳态强磁场实验装置再次攀上科技巅峰，其混合磁体产生了45.22万高斯的稳态磁场，刷新了同类型磁体的世界纪录，成为目前世界上可支撑科研的最高稳态磁场由中国科学院院士和中国工程院院士组成的专家组认为，这一成果达到了国际领先水平

什么是稳态磁场，它的作用是什么，新的世界纪录意味着什么。

强磁场为材料科学研究创造了极端的实验条件。

我们知道，通电的螺线管会产生磁场，电流越大，磁场越强稳态强磁场实验装置中的磁体就是基于这一基本原理设计的但是，伴随着电流的增大，导体上的电磁力急剧增大，磁体中的热量变得异常大所以要通过更精密，稳定，先进的材料和加工工艺，形成更强大，更稳定的可控磁场

磁场有多强地球磁场约0.5高斯，强到可以撬动指南针，使指针在地球上任意方向准确旋转，指向南方这次破世界纪录的452200高斯相当于地球磁场的90多万倍

工欲善其事，必先利其器稳态磁场是材料科学研究的极端实验条件，也是推动重大科学发现的利器在强磁场的实验环境中，物质的性质会被调控，有利于科学家发现新现象，探索物质的新规律

最近几年来，强磁场在许多研究领域发挥了重要作用一方面，强磁场可以诱发新的物质状态强磁场可以有效地控制电荷，自旋，轨道等在材料中，并使它们出现全新的量子态，从而表现出丰富的新现象另一方面，强磁场可以催生新的重要应用技术，如电磁冶金技术和强磁场作用下的化学反应合成，特别是结构分析和无创成像——核磁共振技术，在化学和生物医学领域有着广泛的应用

由于强磁场在物理，化学，材料，生命健康，工程技术等领域的综合应用，强磁场的极端条件在国际上被称为21世纪科学，工程和技术的交叉结合，也有人称之为诺贝尔奖的摇篮。

创新，根据新情况改进研究思路和技术。

中国稳态强磁场实验装置是国家发改委十一五期间批准的重大科技基础设施，包括10个磁体:5个水冷磁体，4个超导磁体和1个混合磁体其中，混合磁体是世界上技术难度最高的磁体，也是能产生最高稳态磁场的磁体目前，全球共有5个稳态强磁场实验室，分布在美国，法国，荷兰，日本和中国合肥科学岛

早在2016年，中科院合肥物质科学研究院强磁场团队就自主研发了中心场强为40特斯拉的混合磁体1999年，美国国家强磁场实验室的混合磁体产生了45特斯拉的稳态磁场，这一世界纪录保持了近23年这个新纪录超过0.22特斯拉，看似微不足道，但进步的背后，却是付出了很多汗水和努力

中科院精密测量科技创新研究所叶朝辉院士打了个形象的比方:现在的百米世界纪录是9.58秒这是不是人类的极限还不确定，但即使在此基础上缩短0.01秒，也是极其困难的就像一个稳态的强磁场，达到45特斯拉后，在此基础上的每一点改进都需要大量的工作，不仅包括材料，技术，工艺和能源保障的改进，还包括研究和设计思路的创新

在增加磁场的过程中，研究人员一直根据新的情况改进新的技术比如通过液压增加线圈钻头之间的摩擦力，三个中心线圈的结构和磁场贡献被重新优化，使用新的绝缘材料，对水冷油箱的加工工艺进行了改进等等中科院合肥物质科学研究所强磁场科学中心研究员陈思越介绍经过5年多的技术攻关，研究团队先后进行了10余项技术创新，解决了一系列难题，取得了重大技术突破

应用广泛，在材料，生命健康等领域开展了数千项前沿研究。

2017年9月，我国稳态强磁场实验装置通过国家验收后全面投入运行截至目前，该装置已运行超过50万机时，为国内外170多家单位提供了实验条件，在物理，化学，材料，生命健康，工程技术等领域开展了3000多个学科的前沿研究，并取得一系列重要科技成果，如首次发现外轨道引起的三维量子霍尔效应，揭示阳光照射改善学习记忆的分子和神经环路机制等同时，R&D装置衍生的成果和基于该装置研究的多项成果，如组合扫描探针显微镜，国家一类创新靶向抗癌药物等，均已转化

中科院合肥物质科学研究所强磁场科学中心学术主任邝广利介绍，稳态强磁场的实验条件在物理，化学，材料，生命科学等多学科领域都有重要价值新纪录的诞生，表明我国已具备国际领先的稳态强磁场实验条件，可为科研人员探索物质世界提供有力支持

新的世界纪录也为高磁场科学中心规划建设的另一个科学仪器——强磁场综合实验装置奠定了重要基础邝光礼介绍，该设施包括一系列具有世界上最高稳态磁场的磁体装置，以55特斯拉混合磁体和36特斯拉超导磁体为代表该设施还将依托微波，可见光等一系列先进波源，构建若干强磁场下的光磁一体化测量系统主要科学目标是解决新型电子材料研发，高温超导机制研究与应用，生命过程本质探索，新药创制，特殊功能材料制备等国家重大需求中的瓶颈问题

无论是稳态强磁场实验装置，还是强光磁集成实验装置，都是致力于解决国家重大需求的国之重器我们对实现高水平的科技自力更生充满信心，想尽自己的一份力量我们希望更多的用户能够依靠设备产生高水平的科研成果邝广利说

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