今天(22號),華中科技大學國家脈衝強磁場科學中心成功實現64特斯拉脈衝平頂磁場強度,創造了脈衝平頂磁場強度新的世界紀錄。

科研人員正在調試線圈

此次該校64特斯拉脈衝平頂磁場,使用了具有獨立層間加固結構的單線圈磁體,孔徑爲21毫米,電容器型脈衝電源供電,能耗7兆焦。磁體重量、電源能量不到國際同類型磁場系統的1/10,磁場強度更是一舉超過此前美國國家強磁場實驗室創造的60特斯拉脈衝平頂磁場強度世界紀錄,成爲全球最高強度的脈衝平頂磁場。

脈衝平頂磁場波形圖

64特斯拉脈衝平頂磁場下CeRhIn5的比熱測量

據中國工程院潘垣院士介紹,脈衝平頂磁場兼具穩態和脈衝兩種磁場的優點,能夠實現更高的強度且在一段時間保持很高的穩定度。

爲了獲取高強度和高穩定度的脈衝平頂磁場,需要解決磁場產生過程中的大電流精確調控和強電磁力下結構穩定的難題,目前國外主要採用的大電源、大磁體的方案存在着體積大、磁體冷卻速度慢和實驗效率低等問題。爲此,該校科研人員提出了雙電容器耦合態調控新方案,首次實現了電容器驅動的脈衝強磁場波形調控,併成功實現64特斯拉、3‰穩定度的脈衝平頂磁場,使我國脈衝強磁場技術走在了世界最前列。

“此次實現的64特斯拉平頂磁場是我們技術創新的重要成果之一”,國家脈衝強磁場科學中心主任李亮教授介紹道,“爲了滿足科學研究需求,脈衝強磁場需要具備磁場強度高、平頂穩定度高和重複頻率高等特點。

脈衝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,是首個由教育部高校承建並按時通過驗收對外開放的國家重大科技基礎設施項目,已累計爲60多家國內外高校和科研機構開展脈衝強磁場下的科學研究700餘項,相關科研成果在Science、Nature及子刊等高水平期刊發表論文600餘篇,有力地支撐了我國凝聚態物理、材料、化學、生命等前沿基礎學科的發展。在今年5月的國際評估中,該裝置被來自美國、德國、法國、日本等國際強磁場實驗室的專家評價爲“國際領先的脈衝強磁場設施之一”。

(記者:吳寶洪 通訊員: 程遠 王瀟瀟 高翔)

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