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環(huán)球微速訊:國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施 穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置實現(xiàn)重大突破
2022-08-13 05:40:13 來源:光明網(wǎng)-《光明日報》 編輯:


(資料圖片)

光明日報合肥8月12日電(記者常河、丁一鳴)12日,由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強磁場科學(xué)中心研制的國家穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置再攀科技高峰,其混合磁體(磁體口徑32毫米)產(chǎn)生了45.22萬高斯(即45.22特斯拉)的穩(wěn)態(tài)磁場,刷新了同類型磁體的世界紀(jì)錄,成為目前全球范圍內(nèi)可支持科學(xué)研究的最高穩(wěn)態(tài)磁場。原世界紀(jì)錄在1999年由美國國家強磁場實驗室創(chuàng)造,其混合磁體產(chǎn)生45萬高斯,至今該紀(jì)錄已保持23年之久。

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(zhǔn)立項的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施(又稱“大科學(xué)裝置”),包括10臺磁體,分別是5臺水冷磁體、4臺超導(dǎo)磁體和1臺混合磁體。其中,混合磁體是國際上技術(shù)難度最高的磁體,也是能夠產(chǎn)生最高穩(wěn)態(tài)磁場的磁體,從結(jié)構(gòu)上看,它由外“超導(dǎo)磁體”和內(nèi)“水冷磁體”組合而成。

2016年,強磁場團(tuán)隊自主研制成功中心場強達(dá)40萬高斯的混合磁體,一舉躋身世界第二。團(tuán)隊追求創(chuàng)新、勇攀高峰的腳步從未停歇,在合肥綜合性國家科學(xué)中心強光磁預(yù)研項目的支持下,經(jīng)過5年多緊張的技術(shù)攻關(guān),強磁場團(tuán)隊創(chuàng)新了磁體結(jié)構(gòu)、研發(fā)了新材料、優(yōu)化了制造工藝,終于取得重大技術(shù)突破。此次國家穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置的混合磁體在26.9兆瓦的電源功率下產(chǎn)生45.22萬高斯的穩(wěn)態(tài)磁場,達(dá)到國際領(lǐng)先水平,成為我國科學(xué)實驗極端條件建設(shè)乃至世界強磁場技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。

穩(wěn)態(tài)強磁場是物質(zhì)科學(xué)研究需要的一種極端實驗條件,是推動重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的利器。在強磁場實驗環(huán)境下,物質(zhì)特性會受到調(diào)控,有利于科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)物質(zhì)新現(xiàn)象、探索物質(zhì)新規(guī)律。世界科技強國一直高度重視強磁場實驗條件建設(shè),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、日本以及中國合肥科學(xué)島。

國家穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置自投入運行以來,已經(jīng)運行超過50萬個機(jī)時,為國內(nèi)外170多家單位提供了實驗條件,包括清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國科大、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、浙江大學(xué),中科院物理所、高能所、電工所、半導(dǎo)體所,美國哈佛大學(xué)、新加坡國立大學(xué)、德國馬普所等裝置用戶,在物理、化學(xué)、材料、生命健康、工程技術(shù)等領(lǐng)域開展超過3000項課題的前沿研究,取得一系列重大科技成果,如首次發(fā)現(xiàn)外爾軌道導(dǎo)致的三維量子霍爾效應(yīng)、揭示日光照射改善學(xué)習(xí)記憶的分子及神經(jīng)環(huán)路機(jī)制等等。與此同時,研發(fā)裝置衍生的成果和依托裝置研究產(chǎn)生的多項成果,如組合掃描探針顯微技術(shù)、國家Ⅰ類抗癌創(chuàng)新靶向藥物等,成功地轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。

國家穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置的混合磁體產(chǎn)生世界最高的穩(wěn)態(tài)磁場,有力地提升了支撐科學(xué)家們開展物質(zhì)科學(xué)研究的實驗條件,將在低功耗電子材料等研究中發(fā)揮不可或缺的關(guān)鍵作用。隨著混合磁體產(chǎn)生的磁場強度的提高,其開放共享水平、用戶服務(wù)水平也將得到大幅提升,必將成為支撐我國科技創(chuàng)新的一大利器。

《光明日報》( 2022年08月13日?01版)

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