我实现脉冲平顶磁场重大突破

    本报武汉11月22日电（记者张锐、通讯员程远）22日，华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心研制的脉冲磁体，成功实现了64特斯拉强度的脉冲平顶磁场，刷新了此前美国国家强磁场实验室创造的60特斯拉脉冲平顶磁场强度的世界纪录。

    不同于伴随体积大、磁体冷却速度慢和实验效率低等问题的国外大电源、大磁体方案，华中科技大学科研人员提出了双电容器耦合态调控新方案，首次实现了电容器驱动的脉冲强磁场波形调控。此次华中科技大学64特斯拉脉冲平顶磁场，使用了具有独立层间加固结构的单线圈磁体，孔径为21毫米，电容器型脉冲电源供电，能耗7兆焦。该磁场的磁体重量、电源能量不到国际同类型磁场系统的1/10，而磁场强度则达到空前的64特斯拉脉冲平顶磁场强度。这意味着它成为全球最高强度的脉冲平顶磁场。

    此次实现64特斯拉强度、3‰稳定度的平顶磁场的磁体，还产生了45特斯拉/50赫兹的超高重频磁场，将国际同类磁场重复频率提高了2个数量级，且波形和频率都能很方便地调节，这也是我国技术领先的重要体现。

    据中国工程院院士潘垣介绍，脉冲平顶磁场兼具稳态和脉冲两种磁场的优点，能够实现更高的强度且在一段时间保持很高的稳定度。此次在测试64特斯拉平顶磁场的同时，国家脉冲强磁场科学中心也成功开展了重费米子材料CeRhIn5的比热测量，这表明过去只能在稳态磁场下开展的核磁共振、比热、拉曼光谱等研究工作在更高场强下成为可能。

    “此次实现的64特斯拉平顶磁场是我们技术创新的重要成果之一。”国家脉冲强磁场科学中心主任李亮介绍，国际上其他脉冲强磁场实验室都是通过研制不同磁体分别实现磁场强度高、平顶稳定度高和重复频率高这三类磁场，而国家脉冲强磁场科学中心通过电源与磁体的协同控制，可以让同一个实验站的同一个磁体产生高强度、高稳定度和高重频的脉冲磁场，为相关领域的科学研究提供独特的实验条件。

    脉冲强磁场实验装置是首个由教育部直属高校承建并按时通过验收对外开放的国家重大科技基础设施项目，已累计为60多家国内外高校和科研机构开展相关科学研究700余项，相关科研成果在国际顶尖期刊发表论文600余篇。今年5月，该装置被来自美国、德国、法国、日本等强磁场实验室的专家评价为“国际领先的脉冲强磁场设施之一”。