35.6T!中國“磁”力封神,打破美國紀錄,撬開微觀世界的新大門
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宇川
今天,中國科技再傳重磅捷報,讓全球科研界為之矚目!依托國家重大科技基礎設施“綜合極端條件實驗裝置”,我國科研團隊成功研制出中心磁場達35.6特斯拉的全超導用戶磁體,一舉打破美國國家強磁場實驗室保持的32特斯拉世界紀錄,成為全球唯一能提供30特斯拉以上磁場的全超導用戶實驗磁體。這3.6特斯拉的跨越,不是簡單的數字增長,而是中國在高溫超導、極端制造領域實現的世界級突破,更是我國科技自立自強的硬核證明!
35.6特斯拉,這個看似抽象的數字,背后藏著令人震撼的“超能力”。它是地球磁場的70多萬倍,是醫院常用1.5T-3T核磁共振設備的12至24倍。要知道,磁場強度越高,探索微觀世界的“分辨率”就越強,3T核磁能看清人體器官病變,10T強磁場可揭示材料量子特性,而35.6T的超強磁場,足以讓原子內部的電子運動軌跡“無所遁形”,讓那些常態下隱身的物理規律、微觀奧秘,在極端條件下現出原形。這臺國之重器,就像一把打開微觀世界的“金鑰匙”,更像一臺超高清的“宇宙放大鏡”,為人類探索未知提供了前所未有的實驗條件。
而這份榮耀的背后,是中國科研人啃下無數硬骨頭的堅守與攻堅。全超導磁體的研制,是多學科交叉的“科技珠峰”,從材料到設計,從測量到集成,每一步都是世界級難題。高溫超導材料存在各向異性強、尺寸精度控制難、屏蔽電流效應突出的問題,極低溫下的精準測量、多線圈的受力平衡、磁場均勻度的穩定,更是難上加難。
中科院電工所與物理所組成的聯合攻關團隊,成了這場攻堅戰的“尖刀連”。電工所團隊創新提出高場高溫超導磁體全電磁精細設計理論、多線圈軸向自適應預緊等核心技術,大幅提升磁體電磁-機械安全裕度,完成了超導磁體系統的自主設計與制造;物理所團隊攻克極端條件下的精密測量、高溫超導磁體健康監測、系統集成等難題,讓超高磁場的穩定運行成為現實。科研人員在極低溫實驗室連續值守數十天,反復調試參數,打磨每一個細節,最終實現了核心技術100%自主可控,讓這臺國之重器刻上了鮮明的“中國造”標簽。
更值得驕傲的是,這臺35.6T全超導磁體,不僅“實力強”,更“性價比高”“實用性足”。作為面向全球開放的“用戶磁體”,它的可用孔徑達35毫米,能滿足核磁共振、材料比熱測量、電阻測量等大部分前沿科研實驗需求,自裝置驗收以來,已為國內外科研團隊提供了重要的實驗支撐。同時,全超導材料的零電阻特性,讓它的運行成本遠低于傳統電阻磁體,無需持續大功率供電,僅需維持低溫系統運行,真正實現了“高效低耗”的科學研究,讓高端科研裝置不再是“能耗大戶”。
這一突破,絕不僅是一項技術紀錄的刷新,更將為多個領域的發展注入強勁的“磁動力”,撬動一場關乎未來的產業變革。在基礎科研領域,它將為物質科學、生命科學、核聚變、量子材料研究提供極端強磁實驗場,助力科學家探索高溫超導機理、核聚變等離子體約束等世界級難題,推動基礎研究的革命性突破;在高端產業領域,它能為超導量子計算提供穩定的磁場環境,讓量子比特“保持清醒”,也能支撐半導體材料的原子級精密檢測,助力我國高端芯片制造突破“卡脖子”技術;在民生應用領域,其技術積累將推動下一代醫用核磁設備升級,讓早期腫瘤、神經退行性疾病等微小病灶“無處遁形”,大幅提升疾病早期診斷精度,未來還可能賦能超導電機、超高精度安檢設備等,讓科技紅利走進普通人的生活。
強磁場技術,是衡量一個國家科技實力的重要標志,長期以來都是美、日、法等發達國家的必爭之地。此前,美國在全超導用戶磁體領域長期領跑,而我國此次的突破,不僅實現了從跟跑到并跑再到領跑的跨越,更奠定了我國在強磁場全超導用戶磁體領域的世界領先地位。更讓人振奮的是,科研團隊并未停下腳步,他們已定下新目標:朝著40特斯拉乃至更高的磁場強度邁進,同時持續擴大磁體孔徑、降低運行成本,讓這臺國之重器支撐更廣泛的研究與應用,持續鞏固中國在這一領域的領先優勢。
從無到有,從跟跑到領跑,35.6T全超導磁體的研制成功,是中國科技發展的一個縮影。它證明了中國科研團隊的硬實力,更彰顯了我國在重大科技基礎設施建設、跨學科協同攻關方面的制度優勢。這股來自中國的超強“磁”力,不僅撬開了微觀世界的新大門,更讓世界看到了中國科技的無限可能。
35.6T不是終點,而是新的起點。未來,隨著中國在強磁場領域的持續深耕,相信會有更多技術突破、更多科研成果涌現,為國家重大戰略實施注入更強動力,為人類探索未知世界貢獻更多中國智慧、中國方案!
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