據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月22日，德國(guó)亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫研究中心(HZDR)的研究人員制造出了強(qiáng)度為91.4 T的磁場(chǎng)，打破數(shù)年前由美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室所創(chuàng)造的89 T的紀(jì)錄，成為目前世界上最強(qiáng)的人造磁場(chǎng)。

據(jù)隸屬于該中心的德累斯頓強(qiáng)磁實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人約阿希姆·沃斯尼察介紹，這一磁場(chǎng)強(qiáng)度大約是地球磁場(chǎng)強(qiáng)度(0.00005 T)的183萬(wàn)倍，是醫(yī)用核磁共振成像儀磁場(chǎng)強(qiáng)度(0.5～3 T)的近百倍。雖然如此高的磁場(chǎng)也是以電流通過(guò)銅線圈的方式產(chǎn)生的，但強(qiáng)磁場(chǎng)會(huì)影響電流將電流推離線圈，隨著電流的增強(qiáng)，這種推力也會(huì)越來(lái)越大。對(duì)普通銅制線圈而言，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到25 T的時(shí)就會(huì)使其四分五裂。如果磁場(chǎng)強(qiáng)度能達(dá)到100 T，線圈中洛倫茲力所產(chǎn)生的壓力將相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的4萬(wàn)倍，這種力量能將整個(gè)線圈炸得七零八落。

為了攻克這一難題，德累斯頓強(qiáng)磁實(shí)驗(yàn)室的謝蓋爾·哲利岑和同事制造出了一個(gè)重達(dá)200 kg的雙層線圈。該線圈的外部由鋼套覆蓋，高55 cm，直徑32 cm。

為了抵御強(qiáng)大磁場(chǎng)所產(chǎn)生的洛倫茲力，研究人員采用了一種特殊的銅合金材料線圈，這種線圈可以承受相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)氣壓1萬(wàn)倍的壓力。為了進(jìn)一步保證強(qiáng)度，研究人員采用制造防彈背心的特殊纖維為這些合金增加了一層“安全外套”。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，特制的線圈在0.02秒的時(shí)間內(nèi)瞬間產(chǎn)生了50 T的磁場(chǎng)。

但50 T磁場(chǎng)強(qiáng)度仍然無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)的要求。為了達(dá)到更大的磁場(chǎng)強(qiáng)度，研究人員在第一層線圈外面又增加了12層銅線圈。這種普通銅線圈雖然只能承受相當(dāng)于2500倍標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力，但在外部束縛材料的作用下，短時(shí)電流脈沖也使其產(chǎn)生了大約40 T的磁場(chǎng)。實(shí)測(cè)中，當(dāng)兩個(gè)線圈同時(shí)工作時(shí)，該裝置在幾毫秒內(nèi)產(chǎn)生了91.4 T的磁場(chǎng)，整個(gè)過(guò)程中線圈保存完整并未發(fā)生損壞。

沃斯尼察說(shuō)，該裝置雖然在強(qiáng)度上創(chuàng)造了世界紀(jì)錄，但他們真正在意的是其在材料學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景，更強(qiáng)大的磁場(chǎng)意味著科學(xué)家在對(duì)如新型電子元件或超導(dǎo)體進(jìn)行測(cè)試時(shí)可以獲得更高的精度。這項(xiàng)研究讓他們成為全球第一個(gè)能用如此強(qiáng)的磁場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的研究機(jī)構(gòu)。

然而，此等超高場(chǎng)強(qiáng)磁場(chǎng)是否能在本世紀(jì)內(nèi)應(yīng)用到臨床實(shí)踐中來(lái)？或許這是本世紀(jì)一個(gè)科學(xué)難題！