打破世界记录!美国实验室研制出三十二特斯拉磁体

科技工作者之家 2017-12-20

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▲美国国家强磁场实验室打破世界记录,实验出三十二特斯拉磁体

凭借对磁场为三十二特斯拉的磁体实验,总部设在佛罗里达州立大学的美国国家强磁场实验室打破了另一个世界纪录。这块三十二特斯拉的磁体,磁场比以前世界上最强的,以科研为目的的超导磁体强33%,是冰箱磁贴磁场的3000多倍。

12月8日,这块新磁体达到了三十二特斯拉的磁场。特斯拉是表示磁场强度的单位,一个小冰箱磁贴的磁场强度约为0.01特斯拉。

这块三十二特斯拉的磁体,是由传统低温和新型高温超导体组合而成,这将使得物理学家获得探索电子彼此之间以及电子与原子环境之间如何相互作用、并进而创造出塑造世界的新工具。

几十年来,超导磁体的世界纪录已经逐步向前迈进,而这一次飞跃比过去40年来的所有进步加起来都要大。

国家强磁场实验室主任Greg Boebinger说:“这是磁铁技术转型的一步,是一场真正的革命。”这种最先进的磁体设计不仅可以让我们在实验室使用新的实验技术,而且还可以促进其他科学工具的发展,比如X射线和中子散射。

Boebinger指出,对于国家强磁场实验室来说,今年是非常了不起的一年:这块三十二特斯拉的磁体,是过去13个月中测试的第三个打破世界纪录的磁体,是继去年夏天测试的41.4特斯拉电阻磁体和2016年11月测试的磁场强度后,达到最大峰值36特斯拉的串联式混合磁体。

31年前首次发现的高温超导体,在科学界引起了极大的轰动,目前这一新的磁体,代表了高温超导性的一个里程碑。

超导体是能够以完美效率导电的材料(与电子遇到大量摩擦的铜导体不同)。一个世纪以前发现的所谓低温超导体,只能在极端寒冷的环境下工作,它一般会在高于25特斯拉的磁场内停止工作,这限制了超导磁体的应用。

但是在1986年,科学家们发现了第一个高温超导体,它不仅可以在较高的温度下工作,同时也可以在非常高的磁场中工作,这对磁体设计者和科学家来说都是更为重要的。

三十年后,这块三十二特斯拉的磁体是对这一发现的重要应用。

这块三十二特斯拉磁体,是由牛津仪器制造的常规低温超导磁体和由钇、钡、铜和氧组成的高温超导材料YBCO组合而成的。

国家强磁场实验室科学家Huub Weijers表示,尽管三十二特斯拉磁体打破了记录,但这只是一个开始。Huub Weijers说:“我们已经开辟了一个巨大的新领域。 “我不知道界限在哪里,但一定超过100特斯拉。我们所需的材料是存在的,但是横亘在我们和100特斯拉之间的东西只有技术和钱。”

作为超导磁体,三十二特斯拉磁体具有非常稳定、均匀的磁场,适合做敏感实验。

国家强磁场实验室首席科学家、物理学家LauraGreene说:“新的系统和将要发展的磁体将使科学家们获得前所未有的见解,我们期望它在各研究领域开创新局面。

预计这一新仪器将于明年可以由来访的科学家使用。来自世界各地的科学家都可以申请使用实验室的所有磁体,用来探索与材料、健康和能源有关的新物理、化学和生物学。

科界原创

编译:丁未末  审稿:三水  编辑:张梦

来源:https://phys.org

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