據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)6月29日(北京時(shí)間)報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月22日，德國亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫研究中心(HZDR)的研究人員制造出了強(qiáng)度為91.4特斯拉的磁場，打破數(shù)年前由美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室所創(chuàng)造的89特斯拉的紀(jì)錄，成為目前世界上最強(qiáng)的人造磁場。

　　據(jù)隸屬于該中心的德累斯頓強(qiáng)磁實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人約阿希姆?沃斯尼察介紹，這一磁場強(qiáng)度大約是地球磁場強(qiáng)度(0.00005特斯拉)的183萬倍，醫(yī)用核磁共振成像儀磁場強(qiáng)度(0.5?3特斯拉)的近百倍。雖然如此高的磁場也是以電流通過銅線圈的方式產(chǎn)生的，但強(qiáng)磁場會影響電流將電流推離線圈，隨著電流的增強(qiáng)，這種推力也會越來越大。對普通銅制線圈而言，當(dāng)磁場強(qiáng)度達(dá)到25特斯拉的時(shí)就會使其四分五裂。如果磁場強(qiáng)度能達(dá)到100特斯拉，線圈中洛倫茲力所產(chǎn)生的壓力將相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的4萬倍，這種力量能像爆炸一樣將整個(gè)線圈炸得七零八落。

　　為了攻克這一難題，德累斯頓強(qiáng)磁實(shí)驗(yàn)室的謝蓋爾?哲利岑和同事制造出了一個(gè)重達(dá)200公斤的雙層線圈。該線圈的外部由鋼套覆蓋，高55厘米，直徑32厘米，看起來如同一個(gè)水桶。

　　為了抵御強(qiáng)大磁場所產(chǎn)生的洛倫茲力，研究人員采用了一種特殊的銅合金材料線圈，這種線圈可以承受相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)氣壓1萬倍的壓力。為了進(jìn)一步保證強(qiáng)度，研究人員采用制造防彈背心的特殊纖維為這些合金增加了一層“安全外套”。通過這種結(jié)構(gòu)，特制的線圈在0.02秒的時(shí)間內(nèi)瞬間產(chǎn)生了50特斯拉的磁場。

　　但50特斯拉磁場強(qiáng)度仍然無法滿足實(shí)驗(yàn)的要求。為了達(dá)到更大的磁場強(qiáng)度，研究人員在第一層線圈外面又增加了12層銅線圈。這種普通銅線圈雖然只能承受相當(dāng)于2500倍標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力，但在外部束縛材料的作用下，短時(shí)電流脈沖也使其產(chǎn)生了大約40特斯拉的磁場。實(shí)測中，當(dāng)兩個(gè)線圈同時(shí)工作時(shí)，該裝置在幾毫秒內(nèi)產(chǎn)生了91.4特斯拉的磁場，整個(gè)過程中線圈保存完整并未發(fā)生損壞。

　　沃斯尼察說，該裝置雖然在強(qiáng)度上創(chuàng)造了世界紀(jì)錄，但他們真正在意的是其在材料學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景，更強(qiáng)大的磁場意味著科學(xué)家在對如新型電子元件或超導(dǎo)體進(jìn)行測試時(shí)可以獲得更高的精度。這項(xiàng)研究讓他們成為全球第一個(gè)能用如此強(qiáng)的磁場進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的研究機(jī)構(gòu)。

　　據(jù)稱，在獲知這一消息后，不少德國以及歐洲的研究人員都慕名前來。日本和美國的科學(xué)家也希望HZDR能為他們預(yù)留出實(shí)驗(yàn)時(shí)間以對他們的材料進(jìn)行測試。目前能進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的5個(gè)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)無法接納如此之多的研究項(xiàng)目，該中心已計(jì)劃建設(shè)第六個(gè)強(qiáng)磁實(shí)驗(yàn)室。

　　總編輯圈點(diǎn)

　　當(dāng)現(xiàn)代人以一種近乎本能的方式享受著廣播、電視、手機(jī)帶來的便捷時(shí)，沒有人能否認(rèn)電磁場對世界的貢獻(xiàn)。如今，科學(xué)家希望再次利用“電生磁、磁生電”的簡單原理來獲得強(qiáng)磁場，以此窺探極端條件下的物體新特性。這注定不是小事一樁。除去上文中所述的復(fù)雜受力關(guān)系，還有一個(gè)數(shù)據(jù)也許更為直觀：美國國家強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)室位居佛羅里達(dá)州，它僅是用于維護(hù)強(qiáng)磁體的電力，就占去所在美國小城總耗電量的1/10。