湖北日報訊(記者方琳、通訊員程遠、王瀟瀟、高翔)11月22日上午,華中科技大學國家脈沖強磁場科學中心成功實現(xiàn)64特斯拉脈沖平頂磁場強度,創(chuàng)造了脈沖平頂磁場強度新的世界紀錄。
歷經5年探索,此次該校64特斯拉脈沖平頂磁場,磁體重量、電源能量不到國際同類型磁場系統(tǒng)的1/10,磁場強度一舉超過此前美國國家強磁場實驗室創(chuàng)造的60特斯拉脈沖平頂磁場強度世界紀錄。
中國工程院潘垣院士介紹,脈沖平頂磁場兼具穩(wěn)態(tài)和脈沖兩種磁場的優(yōu)點,能夠實現(xiàn)更高的強度且在一段時間保持很高的穩(wěn)定度。此次在測試64特斯拉平頂磁場的同時,國家脈沖強磁場科學中心也成功開展了重費米子材料CeRhIn5的比熱測量,這表明過去只能在穩(wěn)態(tài)磁場下開展的核磁共振、比熱、拉曼光譜等研究工作在更高場強下成為可能。
據了解,脈沖強磁場實驗裝置主要服務于基礎科學研究,為國內外科學家提供極端實驗條件,創(chuàng)造原創(chuàng)性科研成果?!按舜螌崿F(xiàn)的64特斯拉平頂磁場是我們技術創(chuàng)新的重要成果之一?!眹颐}沖強磁場科學中心主任李亮教授介紹,脈沖強磁場需要具備磁場強度高、平頂穩(wěn)定度高和重復頻率高等特點,國際上其他脈沖強磁場實驗室都是通過研制不同磁體分別實現(xiàn)這三類磁場,該中心基于強磁場核心技術的全面掌握,通過電源與磁體的協(xié)同控制,可以讓同一個實驗站的同一個磁體產生高強度、高穩(wěn)定度和高重頻的脈沖磁場,為相關領域的科學研究提供獨特的實驗條件。
在測試過程中,科研人員面臨兩大難題:一是萬安級電流需要實現(xiàn)千分之一的調控精度,二是磁體應力高達4000MPa(兆帕),超過蛟龍?zhí)?000米水深海水壓力50倍。經過反復研究,科研團隊提出雙電容器耦合態(tài)調控新方案,首次實現(xiàn)了電容器驅動的脈沖強磁場波形調控,并成功實現(xiàn)64特斯拉、3‰穩(wěn)定度的脈沖平頂磁場,使我國脈沖強磁場技術走在了世界最前列。
脈沖強磁場實驗裝置是華中科技大學承建的國家重大科技基礎設施,也是首個由教育部高校承建并按時通過驗收對外開放的國家重大科技基礎設施項目,其有力支撐了我國凝聚態(tài)物理、材料、化學、生命等前沿基礎學科的發(fā)展。