焦下客
磁場(chǎng)是一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì),存在于磁體周圍。盡管一些人造磁場(chǎng)會(huì)讓粒子碰撞和聚變反應(yīng)成為可能,但是,與宇宙最遠(yuǎn)端的磁場(chǎng)(如源于中子星的磁場(chǎng))相比,人類付出的努力顯得蒼白無力。以下便是宇宙間最強(qiáng)大的磁體。
1.中子星:天文學(xué)家告訴我們,超新星種類不同,產(chǎn)生的結(jié)果也不同。質(zhì)量最大的超新星會(huì)在爆發(fā)后形成黑洞,而質(zhì)量相對(duì)較小的超新星則會(huì)產(chǎn)生中子星。
中子星的密度驚人,磁性同樣驚人:地球的磁場(chǎng)強(qiáng)度維持在0.5高斯左右,而中子星的磁場(chǎng)卻是地球的100萬億倍。
2.磁星:出于一些尚未被完全理解的原因,有些中子星被歸入“磁星”一類。磁星“繼承”了一般中子星驚人的磁場(chǎng)強(qiáng)度,并在此基礎(chǔ)上乘以1000倍。即便停留在地球和月球之間,磁星仍可以消除信用卡上的信息。
3.人造磁體:美國三個(gè)不同機(jī)構(gòu)——佛羅里達(dá)州立大學(xué)、佛羅里達(dá)大學(xué)、新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室構(gòu)成了美國國家磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室,這也是世界上最大的人造磁體所在地。
僅洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室就有8個(gè)可在50特斯拉(一個(gè)普通條形磁體可生成0.01特斯拉的強(qiáng)度)強(qiáng)度下運(yùn)行的磁體,其中還包括一個(gè)用時(shí)10年制造的100特斯拉的多點(diǎn)磁體。
4.大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī):大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)是一個(gè)具有多個(gè)超大磁體的龐然大物,線圈長(zhǎng)度超過14米。超導(dǎo)磁體可以在8特斯拉以上的強(qiáng)度下運(yùn)行,驅(qū)動(dòng)質(zhì)子圍繞一條長(zhǎng)約27公里的環(huán)形隧道運(yùn)轉(zhuǎn),令其互相撞擊,生成無數(shù)次原子微粒。
5.國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆:對(duì)科學(xué)家來說,獲取“自給自足”的聚變能量仍是一個(gè)夢(mèng)想,而實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想的關(guān)鍵在于磁性。國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆是一個(gè)由多國參與的項(xiàng)目,是世界上規(guī)模最大的融合氘和氚(氫的兩個(gè)同位素)的嘗試之一。
一旦國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆建立起來,它會(huì)不斷加熱氘和氚,令其變成等離子態(tài),形成500兆瓦的高溫。
6.超導(dǎo)電性:超導(dǎo)電性是自然界最奇特的現(xiàn)象之一,單純依靠經(jīng)典物理學(xué)無法徹底對(duì)其進(jìn)行解釋。1911年,荷蘭物理學(xué)家H·卡末林·昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)汞在溫度降至4.2K(相當(dāng)于-269℃)時(shí)突然進(jìn)入一種新狀態(tài),其電阻小到無法測(cè)出,他把汞的這一新狀態(tài)稱為超導(dǎo)態(tài),具體指的是一些物質(zhì)在被冷卻至接近絕對(duì)零度時(shí),其電阻會(huì)變?yōu)榱悖娏骺梢詿o限期地持續(xù)。endprint
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2014年1期