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德科学家在实验室创造最强大磁场 打破世界纪录

http://www.kexue.com 2011-06-30 09:42:04 搜狐科学  发表评论


2011年6月22日,德国德累斯顿 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)放射药物学院创制出了一个91.4teslas的磁场,这一举措打破了世界纪录

  据国外媒体报道,德国德累斯顿高磁场实验室(the High Magnetic Field Laboratory Dresden (HLD))近日宣布,2011年6月22日,德国德累斯顿 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)放射药物学院创制出了一个91.4teslas的磁场,这一举措打破了世界纪录。

  据悉,为了达到这一纪录,德国科学家谢尔盖-哲里特斯安(Sergei Zherlitsyn)和他在德累斯顿高磁场实验室的同事们开发了一个重约200公斤的线圈。在仅几毫秒的时间里,这个线圈中的电流便创造出了巨大的磁场,而线圈却没有丝毫损伤。

  德累斯顿高磁场实验室主任约阿希姆-沃斯尼特扎(Joachim Wosnitza)解释称,有了这项纪录,他们能够将实验数据运用于材料科学的研究。这些科学家为此而感到骄傲,因为这是世界上首次在实验室中创造出了如此巨大的,可供研究的磁场。

  据介绍,科学家所能观测到的强大的磁场是一种能够运用于开发电子元件,并且可以用于制造所谓的没有任何电阻的超导体的物质。如此高的磁场是电流通过铜线圈产生的。但是,高磁场还是对电流产生了影响,它试图使电流脱离线圈。电流越强,这种拉动力就越大。阿希姆-沃斯尼特扎描述了磁场与金属之间的这种矛盾冲突的场景,他称,当磁场达到25teslas的时候,铜将被撕裂。相比之下,一个标准的商业电冰箱磁体仅有0,05teslas。为了尽可能地检测到未来材料中的电荷,研究者需要更高的磁场,这些磁场可能高达90-100teslas。

  阿希姆-沃斯尼特扎指出,在磁场高达100teslas的时候,铜线中的洛伦兹力(the Lorentz force)将会产生一个相当于40000次空气施加给海平面的压力。这一压力将会像爆炸一样将铜撕碎。这就是为什么研究者要运用一种可以承受一万倍大气压力的特殊铜合金。然后,研究者还会为其加上用特殊的纤维制作而成的外衣,这一纤维材料是制作防弹衣的典型材料。如此一来,当一股强大而单一的电流穿过铜线时,在这种特殊的线圈内便可以产生50teslas的磁场。为了达到新的高度,HZDR的研究者们又在原有的线圈基础上绕上了一个拥有十二层铜线的线圈。几周后,HZDR的技术员不仅创造了一项世界纪录,这还将为未来处于高磁场下新材料的研究提供方便。

  此项实验成功之后,各地研究者蜂拥而至,他们中不仅有德国,还有其他国家的专家,还包括欧洲各地的研究者们。甚至连日本和美国的科学家也迫不及待想要分析那里的材料。

  目前,现有的五个实验线圈已经不能再被大量的研究者使用了,额外的六个脉冲设备将在2015年被建成。据报道,尽管已经创造了世界纪录,但HZDR的高磁场研究将会继续深入。

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