中國科技網(wǎng)·科技日報(bào)11月22日消息，11月22日華中科技大學(xué)國家脈沖強(qiáng)磁場科學(xué)中心成功實(shí)現(xiàn)64特斯拉脈沖平頂磁場強(qiáng)度，創(chuàng)造了脈沖平頂磁場強(qiáng)度新的世界紀(jì)錄。據(jù)悉，此次64特斯拉脈沖平頂磁場實(shí)驗(yàn)，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(qiáng)度更是一舉超過此前美國國家強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造的60特斯拉脈沖平頂磁場強(qiáng)度。

脈沖平頂磁場波形圖

“此次實(shí)現(xiàn)的64特斯拉平頂磁場是我們技術(shù)創(chuàng)新的重要成果之一?！眹颐}沖強(qiáng)磁場科學(xué)中心主任李亮教授介紹：為了滿足科學(xué)研究需求，脈沖強(qiáng)磁場需要具備磁場強(qiáng)度高、平頂穩(wěn)定度高和重復(fù)頻率高等特點(diǎn)。國際上其他脈沖強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)室都是通過研制不同磁體分別實(shí)現(xiàn)這三類磁場，而我們是通過電源與磁體的協(xié)同控制，讓同一個(gè)實(shí)驗(yàn)站的同一個(gè)磁體產(chǎn)生高強(qiáng)度、高穩(wěn)定度和高重頻的脈沖磁場，這是需要全面掌握強(qiáng)磁場核心技術(shù)的。

據(jù)悉，此次實(shí)現(xiàn)64特斯拉平頂磁場的磁體還產(chǎn)生了45特斯拉/50赫茲的超高重頻磁場，將國際同類磁場重復(fù)頻率提高了2個(gè)數(shù)量級，且波形和頻率都能很方便的調(diào)節(jié)。這是我國技術(shù)領(lǐng)先的重要體現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)人員在脈沖強(qiáng)磁場測試控制中心

據(jù)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(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的強(qiáng)度且在一段時(shí)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(shí)，國家脈沖強(qiáng)磁場科學(xué)中心也成功開展了重費(fèi)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(qiáng)下成為可能。

為了獲取高強(qiáng)度和高穩(wěn)定度的脈沖平頂磁場，需要解決磁場產(chǎn)生過程中的大電流精確調(diào)控和強(qiáng)電磁力下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的難題，目前國外主要采用的大電源、大磁體的方案存在著體積大、磁體冷卻速度慢和實(shí)驗(yàn)效率低等問題。為此，該中心科研人員提出了雙電容器耦合態(tài)調(diào)控新方案，首次實(shí)現(xiàn)了電容器驅(qū)動(dòng)的脈沖強(qiáng)磁場波形調(diào)控，并成功實(shí)現(xiàn)64特斯拉、3‰穩(wěn)定度的脈沖平頂磁場，使我國脈沖強(qiáng)磁場技術(shù)走在了世界最前列。

脈沖強(qiáng)磁場中心的科研人員正在研制磁體

脈沖強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)裝置是華中科技大學(xué)承建的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，是首個(gè)由教育部高校承建并按時(shí)通過驗(yàn)收對外開放的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，已累計(jì)為60多家國內(nèi)外高校和科研機(jī)構(gòu)開展脈沖強(qiáng)磁場下的科學(xué)研究700余項(xiàng)，相關(guān)科研成果在Science、Nature及子刊等高水平期刊發(fā)表論文600余篇，有力地支撐了我國凝聚態(tài)物理、材料、化學(xué)、生命等前沿基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)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(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)室的專家評價(jià)為“國際領(lǐng)先的脈沖強(qiáng)磁場設(shè)施之一”。