9月22日下午，中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心正式發(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，打破了2017年由美國國家強磁場實驗室水冷磁體產(chǎn)生的41.4萬高斯的世界紀錄，成為國際強磁場水冷磁體技術發(fā)展新的里程碑。

國家穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置是“十一五”期間國家發(fā)改委批準立項的重大科技基礎設施，共建設了三類10臺高場磁體。穩(wěn)態(tài)強磁場磁體分為三種類型，即水冷磁體、超導磁體以及由水冷磁體和超導磁體組合的混合磁體。

穩(wěn)態(tài)強磁場42.02萬高斯水冷磁體

其中，水冷磁體是科學家們最早使用的磁體類型，擁有磁場調控靈活快捷，且具有能夠產(chǎn)生更高磁場強度的優(yōu)勢，為物質科學研究提供了可靠和高效的實驗條件。

在中國科學院和安徽省聯(lián)合科研攻關項目的支持下，經(jīng)過近四年的不懈努力，強磁場技術研究團隊創(chuàng)新了磁體結構、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，標志著我國乃至世界強磁場水冷磁體技術發(fā)展的新高峰。

強磁場中控大廳

這一磁體的研制成功不僅更好地滿足了科研用戶對快捷調控的穩(wěn)態(tài)強磁場的實際需求，為科學家們探索新現(xiàn)象、揭示新規(guī)律提供了強大的實驗條件，更為我國建設更高場強的穩(wěn)態(tài)磁體奠定了一項關鍵技術基礎。

2022年，強磁場科學中心自主研制成功了中心場強達45.22萬高斯的混合磁體，成功創(chuàng)造了世界穩(wěn)態(tài)磁場紀錄，成為全球范圍內可支持科學研究的最高穩(wěn)態(tài)磁場。2024年，強磁場科學中心再攀科學高峰。強磁場科學中心學術主任匡光力研究員將穩(wěn)態(tài)強磁場技術的發(fā)展形象地比作乒乓球賽場上的競技。

“水冷磁體、超導磁體都是‘單打高手’，混合磁體是‘混雙組合’，2022年我們曾以綜合優(yōu)勢問鼎‘混雙冠軍’，今天我們在這一領域又有了新的突破，拿下了一項‘單打冠軍’。”

穩(wěn)態(tài)強磁場水冷磁體WM6升降磁場曲線

穩(wěn)態(tài)強磁場是物質科學研究需要的一種極端實驗條件，在強磁場實驗環(huán)境下，物質特性會受到調控，有利于科學家們發(fā)現(xiàn)物質新現(xiàn)象、研究物質新規(guī)律，是推動重大科學發(fā)現(xiàn)的“利器”。

穩(wěn)態(tài)強磁場重大科技成果新聞發(fā)布會現(xiàn)場

幾十年來，全球科學家在穩(wěn)態(tài)強磁場條件下的科學研究取得了許多重大科研成果，先后有十多項科研成果獲得諾貝爾獎。據(jù)介紹，目前國際上有五大穩(wěn)態(tài)強磁場實驗室，分布于美國、法國、荷蘭、日本和中國合肥科學島。

【新聞延伸】

運行超60萬個機時 開展3000余項前沿研究

穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置從2010年開始“邊建設、邊運行”，2017年全部建成投入全面運行。迄今有多少用戶？產(chǎn)出了哪些成果？強磁場科學中心學術主任匡光力介紹，截至2023年底，穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置已經(jīng)運行超過60萬個機時，為國內外197家單位提供了實驗條件，在物理學、化學、材料科學、生命科學、藥物學等領域開展了超過3000項課題的前沿研究，取得了一系列重大科技成果。

依托大科學裝置“沿途下蛋”機制，強磁場科學中心已衍生多項具有廣泛應用前景的科技成果，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）成像技術等。

為充分發(fā)揮大科學裝置的優(yōu)勢，強磁場科學中心也正在積極籌劃下一代穩(wěn)態(tài)強磁場大科學裝置工程。據(jù)介紹，下一代穩(wěn)態(tài)強磁場大科學裝置將建設以55T混合磁體為代表的世界頂級穩(wěn)態(tài)磁體集群，并集成一系列利用先進波源的測量系統(tǒng)，以實現(xiàn)在強磁場下物質特性的全方位表征，為關鍵性技術突破和產(chǎn)業(yè)升級提供強有力的支撐。

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合肥通客戶端-合報全媒體記者 劉小容/文 張正朋/圖