近期,科学界除了黎曼猜想和诺奖以外,还有一件大事情!就在诺奖颁布的几日前,日本科学家刷新世界最强磁场纪录,制造出 1200 特斯拉的超强磁场。
这个看似“疯狂”的实验由日本东京大学嶽山正二郎教授(Shojiro Takeyama)带领团队于今年 4 月完成,论文发表在今年 9 月的《科学仪器评论》上。此前的记录是俄罗斯更疯狂科学家创造的,他们制造出了一个磁场强度达2800T(特斯拉)的超强磁场,是地磁强度的上亿倍。不过俄罗斯科学家非常疯狂,直接使用了TNT炸药进行压缩,设备马上就被摧毁了,所以完全不能说什么可控。
嶽山团队利用电磁磁通压缩(EMFC)的方式,把能产生3.2 T低强度静态磁场的仪器连接到一排产生可巨大能量的电容器上——能量高达3.2兆焦耳,这将以32000公里/小时的速度把磁场瞬间压缩到一个极小的区域,涉及的电流是400万安培,是闪电的数千倍。然而实验装置并不能长时间维持这个压缩状态,最终会反弹并发生爆炸。研究人员测算实验可能会产生700T的磁场,为避免爆炸伤人,因而将实验室改造成了厚厚的铁柜。
这个疯狂实验的结果是,研究人员意外创造出了高达1200T的磁场,并将它维持了创纪录的100微秒——大约相当于人眨眼睛速度的千分之一。然而新设计的铁柜只能承受700T的磁场,爆炸产生的冲击波把门瞬间炸飞了。
那么1200特斯拉的磁场究竟有多强大呢?恐怕没有人知道,不过我可以提供几个例子:
一个冰箱贴的磁场大约是0.001T;
一个30磅的大型扩音器,磁场为1T;
医院的核磁共振成像仪,大约是3T;
太阳黑子磁场强度,10T;
实验中悬浮一只青蛙,16T;
中子星,100万T,理论上可达10万亿T。
至于追求超强磁场的理由,嶽山正二郎教授解释说,“当磁场强度超过 1000 特斯拉时,你就会发现更有趣的可能性。你可以在电子不常在的材料环境中观察它们的运动,探索新的电子设备种类,比如纳米级别的电子设备。”
这项研究还有助于核聚变发电技术的研发,因为稳定核聚变所需的托卡马克装置需要数千特斯拉的强磁场,并且维持数微秒的时长。
如果研究团队可以进一步提高磁场强度和可控性,那么我们或许离可控的核聚变发电技术又近了一步。
目前,研究团队正在追求更高的强度记录。“我们需要调整一下磁场生成器,然后重建一个铁柜(实验室)。相比这次的 3.2 兆焦耳,下次我们要充入 5 兆焦耳的能量,应该可以达到 1500 特斯拉的强度,”嶽山正二郎教授如是说。
而参考嶽山教授这一次的经验的话,下一次磁场的最终强度有可能远超 1500 特斯拉。因此,面对这种积极进取的科研精神,我们除了希望新纪录可以早日出现以外,也祝愿嶽山团队的新实验室能够准备一个更坚固的门。
编辑:郝梦夷
责任编辑:姜澎
来源:综合自DeepTech深科技、腾讯