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阿拉莫斯國家實驗室創人類最強脈沖磁場

磁場


阿拉莫斯國家實驗室創人類最強脈沖磁場

磁場既看不見也摸不著，但是其卻是一股強大的力量
洛斯阿拉莫斯國家實驗室的兩位科學家野茨庫爾特（Yates Coulter）和邁克戈登（Mike Gordon）成功創造了在最強磁場領域的世界級記錄 。該國家實驗室的高脈沖磁場實驗室的研究小組取得了97.4特斯拉的的磁感強度，這比金屬廢品收購站使用的巨型電磁鐵產生的磁感強度高出100倍 。
在今年的8月18日（星期四），一個德國科學家組成的研究團隊取得了92.5特斯拉的磁感強度值，而緊隨其后 ， 洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家就創造了97.4特斯拉的磁感強度 。別小看這些看似數值并不是很高的磁感強度值，要知道 ， 地球的磁感強度為0.0004特斯拉，而一個垃圾場用于吸取廢舊金屬的磁鐵產生的磁感強度為1特斯拉，以及醫療用得核磁共振成像掃描的磁感強度為3特斯拉 。在物理學中，描述磁場的強弱用磁感強度（磁感應強度）來表示，在國際單位制中，磁感應強度單位為特斯拉（T） ， 而高斯與特斯拉換算比為，1特斯拉等于1萬高斯 。
能夠產生極高磁感應強度的無損脈沖為科學家提供了一個前所未有的工具，這項技術可以應用于研究材料的基本屬性 ， 范圍可以從金屬和超導體到半導體和絕緣體 。而在高磁感強度下 ， 也為科學家提供了有關材料性能的研究方向 ， 以及關于電子相互作用的有價值線索 。隨著近年來對高磁感強度領域的成就，洛斯阿拉莫斯國家實驗室脈沖磁場實驗室將定期為磁場研究領域的科學家提供高磁感強度的脈沖磁場，可以達到95特斯拉的水平，這同時也說明，洛斯阿拉莫斯國家實驗室可以為全世界的磁場研究人員提供研究服務 。
【阿拉莫斯國家實驗室創人類最強脈沖磁場】而能夠將磁感應強度達到100特斯拉，是來自全世界各國磁場研究人員的共同夢想 ， 其中包括德國、中國、法國和日本的磁場實驗室，都在追逐著100特斯拉的極限目標，而洛斯阿拉莫斯國家實驗室則率先將磁感強度提高至非常接近這個極限目標 。
如此強大的磁鐵產生的磁場 ， 有著非常廣泛的科學研究價值，同時也對相關領域的調查研究產生深遠的影響，特別是在微觀領域上，讓科學家了解如何設計和控制材料的性質和功能 。在這種類型的強磁場下，可以讓研究人員仔細地調整材料的參數，實現更加完美的非損性磁場 。高磁感強度的磁場可以使電子局限于納米尺度的軌道上 ， 從而有助于揭示材料的基本量子性質 。
在阿拉莫斯國家實驗室8月18日的實驗中，物質凝聚態學的科學家們，高場磁體技術人員，技師以及脈沖磁鐵的工程師們目睹了NHMFL-PFF高強度磁感發生器奪回世界紀錄的瞬間時是多么地興奮，而在此之前，磁場實驗室的氛圍是非常地窒息，科學家們都聚集在控制顯示屏前，顯示了創紀錄前的緊張與期待感 。而當邁克戈登指揮控制1.4千兆瓦發電器系統對準磁鐵時，實驗室中的所有目光都聚集在監控顯示器上，顯示了接近100特斯拉的世界級磁感強度 。而其中還有一個小插曲，在實驗進行之前，實驗室所在在大樓根據安全協議必須是個無人區 。
在實驗過程中，實驗室的科學家們聽到了一種變形程度較低的嗡嗡聲，緊隨其后的是金屬發出刺耳的聲音信號，感覺到類似脊柱刺痛感，精確的分布式電流超過了100兆焦耳的能量 。隨著聲音的消退，以及顯示器顯示磁鐵的完美表現，科學家將注意轉向在實驗過程中的現成測量，證明磁鐵已達到92.5特斯拉，這個數據對于洛斯阿拉莫斯國家實驗室而言 ， 早在五年前就已經達到了，這同時也是德國的科學家小組所取得的數據 。
而在第二天的下一階段的實驗中，實驗室一舉達到97.4特斯拉的成就 。后來，研究人員查爾斯米爾克（Charles Mielke）、尼爾哈里森（Neil Harrison）、蘇珊（Susan Seestrom）和阿爾伯特（Albert Migliori）聯名向吉尼斯世界紀錄申請認證 。

騰訊科技訊（Everett/編譯）