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德国科学家创超强磁场 刷新世界纪录

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【大纪元2011年06月29日讯】(大纪元记者陈俊村编译报导)德国研究机构Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR)的科学家于6月22日创造出史上最强的磁场,这项成就将有助于材料科学的研究。

据 HZDR网站报导,该机构的德累斯顿强磁场实验室(High Magnetic Field Laboratory Dresden,HLD)研究人员,以其开发出重约200公斤的铜线圈,产生91.4 泰斯拉(tesla,磁场强度的计量单位)的超强磁场并维持几毫秒的时间,超越先前美国科学家在几年前创下的89泰斯拉的世界纪录。

科学家表示,如此强大的磁场是以电流通过铜线圈而产生。磁场越强,他们就能越精确地验证用于崭新电子元件的物质或超导体的特性。

但HLD 主任沃思尼策(Joachim Wosnitza)表示,磁场也会影响电流,因为它会将电流推到线圈之外。当电流越强时,这种被称为洛伦玆力(Lorentz force) 的力量也越强。在25 泰斯拉的磁场下,铜线圈就会被扯断。相较之下,一台标准的商用电冰箱的磁场只有0.05泰斯拉。

为了研究未来材料的电荷,研究人员需要较强的磁场,例如90或100泰斯拉。沃思尼策指出,在100泰斯拉的磁场下,铜线圈内部的洛伦玆力可以产生相当于4万倍海平面大气压力的压力,这种力量足以让铜线爆裂。因此,科学家使用能承受1万倍大气压力的特殊铜合金制作铜线,并以用于防弹背心的特殊纤维包裹铜线。HZDR的研究人员用了6条这种特殊铜线缠绕成一条线圈,并在中心留下16毫米的空间。如此,研究人员可在0.02秒的时间里,以短暂但强大的电流脉冲产生50泰斯拉的磁场。

为了创造更强的磁场,研究人员在这个线圈外加上第二个含有12层铜线的线圈。尽管第二个线圈的铜线只能承受2,500倍大气压力,但在塑胶外壳的保护下,0.02秒的电流脉冲就可以在线圈内部产生40泰斯拉的磁场。加上第一个线圈的50泰斯拉,整体磁场可超过90泰斯拉。在钢制外罩的覆盖下,这个线圈组合形成高55公分、直径32公分的圆柱体,犹如一个大型的水桶。

HZDR的研究人员说,他们制作此一线圈组并非只为了打破世界纪录,而是希望让未来的新材料在超强的磁场中做研究。目前,已有世界各地的科学家向该机构提出预订,希望能在该机构分析他们的材料。

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2011-06-29 5:17 PM
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