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64特斯拉脉冲平顶磁场强度刷新世界纪录

作者:鲁伟 来源:中国科学报 发布于2018/11/27

  近日,华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心成功实现64特斯拉脉冲平顶磁场强度,创造了脉冲平顶磁场强度新的世界纪录。
  此次该校64特斯拉脉冲平顶磁场,使用了具有独立层间加固结构的单线圈磁体,孔径为21毫米,电容器型脉冲电源供电,能耗7兆焦。磁体重量、电源能量不到国际同类型磁场系统的1/10,磁场强度更是一举超过此前美国国家强磁场实验室创造的60特斯拉脉冲平顶磁场强度世界纪录,成为全球最高强度的脉冲平顶磁场。
  据中国工程院院士潘垣介绍,脉冲平顶磁场兼具稳态和脉冲两种磁场的优点,能够实现更高的强度且在一段时间内保持很高的稳定度。此次在测试64特斯拉平顶磁场的同时,国家脉冲强磁场科学中心也成功开展了重费米子材料的比热测量,这表明过去只能在稳态磁场下开展的核磁共振、比热、拉曼光谱等研究工作在更高场强下成为可能。
  为获取高强度和高稳定度的脉冲平顶磁场,需要解决磁场产生过程中的大电流精确调控和强电磁力下结构稳定的难题,目前国外主要采用的大电源、大磁体的方案存在着体积大、磁体冷却速度慢和实验效率低等问题。为此,该校科研人员提出了双电容器耦合态调控新方案,首次实现了电容器驱动的脉冲强磁场波形调控,并成功实现64特斯拉、3‰稳定度的脉冲平顶磁场,使我国脉冲强磁场技术走在了世界最前列。
  国家脉冲强磁场科学中心主任李亮教授介绍说,武汉国家脉冲强磁场科学中心基于强磁场核心技术的全面掌握,通过电源与磁体的协同控制,可以让同一个实验站的同一个磁体产生高强度、高稳定度和高重频的脉冲磁场,为相关领域的科学研究提供独特的实验条件。此次实现64特斯拉平顶磁场的磁体还产生了45特斯拉/50赫兹的超高重频磁场,将国际同类磁场重复频率提高了两个数量级。

 

 

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