9月22日下午，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心正式發(fā)布重大科技突破：該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(guó)國(guó)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，成為國(guó)際強(qiáng)磁場(chǎng)水冷磁體技術(shù)發(fā)展新的里程碑。
國(guó)家穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置是“十一五”期間國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)立項(xiàng)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，共建設(shè)了三類10臺(tái)高場(chǎng)磁體。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。
穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)42.02萬高斯水冷磁體
其中，水冷磁體是科學(xué)家們最早使用的磁體類型，擁有磁場(chǎng)調(diào)控靈活快捷，且具有能夠產(chǎn)生更高磁場(chǎng)強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)，為物質(zhì)科學(xué)研究提供了可靠和高效的實(shí)驗(yàn)條件。
在中國(guó)科學(xué)院和安徽省聯(lián)合科研攻關(guān)項(xiàng)目的支持下，經(jīng)過近四年的不懈努力，強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)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)，標(biāo)志著我國(guó)乃至世界強(qiáng)磁場(chǎng)水冷磁體技術(shù)發(fā)展的新高峰。
強(qiáng)磁場(chǎng)中控大廳
這一磁體的研制成功不僅更好地滿足了科研用戶對(duì)快捷調(diào)控的穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)的實(shí)際需求，為科學(xué)家們探索新現(xiàn)象、揭示新規(guī)律提供了強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)條件，更為我國(guó)建設(shè)更高場(chǎng)強(qiáng)的穩(wěn)態(tài)磁體奠定了一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。
2022年，強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心自主研制成功了中心場(chǎng)強(qiáng)達(dá)45.22萬高斯的混合磁體，成功創(chuàng)造了世界穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)紀(jì)錄，成為全球范圍內(nèi)可支持科學(xué)研究的最高穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)。2024年，強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心再攀科學(xué)高峰。強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心學(xué)術(shù)主任匡光力研究員將穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展形象地比作乒乓球賽場(chǎng)上的競(jìng)技。
“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?cè)谶@一領(lǐng)域又有了新的突破，拿下了一項(xiàng)‘單打冠軍’。”
穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)水冷磁體WM6升降磁場(chǎng)曲線
穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)是物質(zhì)科學(xué)研究需要的一種極端實(shí)驗(yàn)條件，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)家們發(fā)現(xiàn)物質(zhì)新現(xiàn)象、研究物質(zhì)新規(guī)律，是推動(dòng)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的“利器”。
穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)重大科技成果新聞發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
幾十年來，全球科學(xué)家在穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)條件下的科學(xué)研究取得了許多重大科研成果，先后有十多項(xiàng)科研成果獲得諾貝爾獎(jiǎng)。據(jù)介紹，目前國(guó)際上有五大穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室，分布于美國(guó)、法國(guó)、荷蘭、日本和中國(guó)合肥科學(xué)島。
【新聞延伸】
運(yùn)行超60萬個(gè)機(jī)時(shí) 開展3000余項(xiàng)前沿研究
穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置從2010年開始“邊建設(shè)、邊運(yùn)行”，2017年全部建成投入全面運(yùn)行。迄今有多少用戶？產(chǎn)出了哪些成果？強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心學(xué)術(shù)主任匡光力介紹，截至2023年底，穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置已經(jīng)運(yùn)行超過60萬個(gè)機(jī)時(shí)，為國(guó)內(nèi)外197家單位提供了實(shí)驗(yàn)條件，在物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、藥物學(xué)等領(lǐng)域開展了超過3000項(xiàng)課題的前沿研究，取得了一系列重大科技成果。
依托大科學(xué)裝置“沿途下蛋”機(jī)制，強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心已衍生多項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景的科技成果，如非酒精性脂肪肝炎及糖尿病的治療藥物研發(fā)、自主研制國(guó)際首創(chuàng)的惡劣條件掃描隧道—磁力—原子力組合顯微鏡（STM-MFM-AFM）成像技術(shù)等。
為充分發(fā)揮大科學(xué)裝置的優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心也正在積極籌劃下一代穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)大科學(xué)裝置工程。據(jù)介紹，下一代穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)大科學(xué)裝置將建設(shè)以55T混合磁體為代表的世界頂級(jí)穩(wěn)態(tài)磁體集群，并集成一系列利用先進(jìn)波源的測(cè)量系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在強(qiáng)磁場(chǎng)下物質(zhì)特性的全方位表征，為關(guān)鍵性技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供強(qiáng)有力的支撐。
合報(bào)科學(xué)+融媒體工作室
合肥通客戶端-合報(bào)全媒體記者 劉小容/文 張正朋/圖
