今年8月12日,中科院合肥物質科學研究院強磁場科學中心研制的國家穩態強磁場實驗裝置創造了一項新的世界紀錄:其混合磁體產生了45.22萬高斯(即45.22特斯拉)的穩態磁場,成為目前全球范圍內可支持科學研究的最高穩態磁場。地球磁場約等于0.5高斯,45.22萬高斯相當于地球磁場的90多萬倍。
國家穩態強磁場實驗裝置包括10臺磁體:5臺水冷磁體、4臺超導磁體和1臺混合磁體。其中,混合磁體是國際上技術難度最高的磁體,也是能夠產生最高穩態磁場的磁體。2016年,強磁場團隊自主研制成功中心場強達40萬高斯的混合磁體,一舉躋身世界第二。經過5年多緊張的技術攻關,強磁場團隊創新了磁體結構、研發了新材料、優化了制造工藝,終于取得重大技術突破,此次國家穩態強磁場實驗裝置的混合磁體在26.9兆瓦的電源功率下產生45.22萬高斯的穩態強磁場,打破了1999年由美國國家強磁場實驗室創造的混合磁體產生45萬高斯的世界紀錄,成為我國科學實驗極端條件建設乃至世界強磁場技術發展的重要里程碑。
穩態強磁場是物質科學研究需要的一種極端實驗條件,磁場越強,越有助于探明物質內部的結構,為人類研發新的技術提供更好的條件。由強磁場科學中心負責研制的穩態強磁場實驗裝置是開展物質科學研究的“國之重器”。
國家穩態強磁場實驗裝置自投入運行以來,已經運行超過50萬個機時,為包括清華、北大、哈佛等在內的國內外170多家單位提供了實驗條件,在物理、化學、材料、生命健康、工程技術等領域開展了超過3000項課題的前沿研究,取得了一系列重大科技成果,如首次發現外爾軌道導致的三維量子霍爾效應、揭示日光照射改善學習記憶的分子及神經環路機制等等。
“強磁場科學中心積極發揮大科學裝置‘沿途下蛋’機制,依托裝置衍生多項具有廣泛應用前景的科技成果,如組合掃描探針顯微技術、國家Ⅰ類抗癌創新靶向藥物等,已成功地轉化為現實生產力。”中科院合肥物質科學研究院強磁場科學中心學術主任、強磁場安徽省實驗室主任、強光磁預研項目負責人匡光力介紹。(記者 汪永安)