35.6T!中国“磁”力封神,打破美国纪录,撬开微观世界的新大门
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宇川
今天,中国科技再传重磅捷报,让全球科研界为之瞩目!依托国家重大科技基础设施“综合极端条件实验装置”,我国科研团队成功研制出中心磁场达35.6特斯拉的全超导用户磁体,一举打破美国国家强磁场实验室保持的32特斯拉世界纪录,成为全球唯一能提供30特斯拉以上磁场的全超导用户实验磁体。这3.6特斯拉的跨越,不是简单的数字增长,而是中国在高温超导、极端制造领域实现的世界级突破,更是我国科技自立自强的硬核证明!
35.6特斯拉,这个看似抽象的数字,背后藏着令人震撼的“超能力”。它是地球磁场的70多万倍,是医院常用1.5T-3T核磁共振设备的12至24倍。要知道,磁场强度越高,探索微观世界的“分辨率”就越强,3T核磁能看清人体器官病变,10T强磁场可揭示材料量子特性,而35.6T的超强磁场,足以让原子内部的电子运动轨迹“无所遁形”,让那些常态下隐身的物理规律、微观奥秘,在极端条件下现出原形。这台国之重器,就像一把打开微观世界的“金钥匙”,更像一台超高清的“宇宙放大镜”,为人类探索未知提供了前所未有的实验条件。
而这份荣耀的背后,是中国科研人啃下无数硬骨头的坚守与攻坚。全超导磁体的研制,是多学科交叉的“科技珠峰”,从材料到设计,从测量到集成,每一步都是世界级难题。高温超导材料存在各向异性强、尺寸精度控制难、屏蔽电流效应突出的问题,极低温下的精准测量、多线圈的受力平衡、磁场均匀度的稳定,更是难上加难。
中科院电工所与物理所组成的联合攻关团队,成了这场攻坚战的“尖刀连”。电工所团队创新提出高场高温超导磁体全电磁精细设计理论、多线圈轴向自适应预紧等核心技术,大幅提升磁体电磁-机械安全裕度,完成了超导磁体系统的自主设计与制造;物理所团队攻克极端条件下的精密测量、高温超导磁体健康监测、系统集成等难题,让超高磁场的稳定运行成为现实。科研人员在极低温实验室连续值守数十天,反复调试参数,打磨每一个细节,最终实现了核心技术100%自主可控,让这台国之重器刻上了鲜明的“中国造”标签。
更值得骄傲的是,这台35.6T全超导磁体,不仅“实力强”,更“性价比高”“实用性足”。作为面向全球开放的“用户磁体”,它的可用孔径达35毫米,能满足核磁共振、材料比热测量、电阻测量等大部分前沿科研实验需求,自装置验收以来,已为国内外科研团队提供了重要的实验支撑。同时,全超导材料的零电阻特性,让它的运行成本远低于传统电阻磁体,无需持续大功率供电,仅需维持低温系统运行,真正实现了“高效低耗”的科学研究,让高端科研装置不再是“能耗大户”。
这一突破,绝不仅是一项技术纪录的刷新,更将为多个领域的发展注入强劲的“磁动力”,撬动一场关乎未来的产业变革。在基础科研领域,它将为物质科学、生命科学、核聚变、量子材料研究提供极端强磁实验场,助力科学家探索高温超导机理、核聚变等离子体约束等世界级难题,推动基础研究的革命性突破;在高端产业领域,它能为超导量子计算提供稳定的磁场环境,让量子比特“保持清醒”,也能支撑半导体材料的原子级精密检测,助力我国高端芯片制造突破“卡脖子”技术;在民生应用领域,其技术积累将推动下一代医用核磁设备升级,让早期肿瘤、神经退行性疾病等微小病灶“无处遁形”,大幅提升疾病早期诊断精度,未来还可能赋能超导电机、超高精度安检设备等,让科技红利走进普通人的生活。
强磁场技术,是衡量一个国家科技实力的重要标志,长期以来都是美、日、法等发达国家的必争之地。此前,美国在全超导用户磁体领域长期领跑,而我国此次的突破,不仅实现了从跟跑到并跑再到领跑的跨越,更奠定了我国在强磁场全超导用户磁体领域的世界领先地位。更让人振奋的是,科研团队并未停下脚步,他们已定下新目标:朝着40特斯拉乃至更高的磁场强度迈进,同时持续扩大磁体孔径、降低运行成本,让这台国之重器支撑更广泛的研究与应用,持续巩固中国在这一领域的领先优势。
从无到有,从跟跑到领跑,35.6T全超导磁体的研制成功,是中国科技发展的一个缩影。它证明了中国科研团队的硬实力,更彰显了我国在重大科技基础设施建设、跨学科协同攻关方面的制度优势。这股来自中国的超强“磁”力,不仅撬开了微观世界的新大门,更让世界看到了中国科技的无限可能。
35.6T不是终点,而是新的起点。未来,随着中国在强磁场领域的持续深耕,相信会有更多技术突破、更多科研成果涌现,为国家重大战略实施注入更强动力,为人类探索未知世界贡献更多中国智慧、中国方案!
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