据美国物理学家组织网报道,当地时间6月22日,德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心(HZDR)的研究人员制造出了强度为91.4 T的磁场,打破数年前由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室所创造的89 T的纪录,成为目前世界上最强的人造磁场。
据隶属于该中心的德累斯顿强磁实验室负责人约阿希姆·沃斯尼察介绍,这一磁场强度大约是地球磁场强度(0.00005 T)的183万倍,是医用核磁共振成像仪磁场强度(0.5~3 T)的近百倍。虽然如此高的磁场也是以电流通过铜线圈的方式产生的,但强磁场会影响电流将电流推离线圈,随着电流的增强,这种推力也会越来越大。对普通铜制线圈而言,当磁场强度达到25 T的时就会使其四分五裂。如果磁场强度能达到100 T,线圈中洛伦兹力所产生的压力将相当于标准大气压的4万倍,这种力量能将整个线圈炸得七零八落。
为了攻克这一难题,德累斯顿强磁实验室的谢盖尔·哲利岑和同事制造出了一个重达200 kg的双层线圈。该线圈的外部由钢套覆盖,高55 cm,直径32 cm。
为了抵御强大磁场所产生的洛伦兹力,研究人员采用了一种特殊的铜合金材料线圈,这种线圈可以承受相当于标准气压1万倍的压力。为了进一步保证强度,研究人员采用制造防弹背心的特殊纤维为这些合金增加了一层“安全外套”。通过这种结构,特制的线圈在0.02秒的时间内瞬间产生了50 T的磁场。
但50 T磁场强度仍然无法满足实验的要求。为了达到更大的磁场强度,研究人员在第一层线圈外面又增加了12层铜线圈。……