Китайские учёные установили мировой рекорд, создав сверхпроводящий магнит с полем 35,6 тесла

Исследователи следят за работой полностью сверхпроводящего магнита на станции для экспериментов по квантовым осцилляциям в условиях сверхнизких температур и высоких магнитных полей в Пекине. Фото: JIN LIWANG/XINHUA

Китайские исследователи установили новый мировой рекорд, разработав полностью сверхпроводящий пользовательский магнит с центральным магнитным полем 35,6 тесла. Это более чем в 700 000 раз сильнее магнитного поля Земли.

Магнит установлен в Синергетическом пользовательском комплексе экстремальных условий в районе Хуайжоу в Пекине. Это единственный в мире сверхпроводящий магнит, способный создавать сверхсильные магнитные поля выше 30 тесла для научных экспериментов, что укрепляет лидерство Китая в технологии высокопольных магнитов.

В отличие от специализированных исследовательских магнитов, эта новаторская установка предназначена для открытого доступа, облегчая передовые исследования материалов в экстремальных условиях как для отечественных, так и для международных научных групп.

Сверхпроводящие магниты, обладающие нулевым электрическим сопротивлением, высокой стабильностью и низким энергопотреблением при работе в условиях сверхнизких температур, являются незаменимыми для передовой научной инфраструктуры, медицинской визуализации и технологий национальной обороны.

Скачок в производительности был достигнут при сохранении диаметра рабочей зоны (боре) в 35 миллиметров благодаря прорывам в ключевых технологиях. Институт электротехники Китайской академии наук добился прогресса в проектировании и конструкции магнита, а Институт физики КАН решил задачи прецизионных измерений и системной интеграции в экстремальных условиях.

«В условиях сильного магнитного поля и низкой температуры диаметр рабочей зоны в 35 миллиметров уже может удовлетворить требования большинства экспериментов, включая ядерный магнитный резонанс, измерение удельной теплоёмкости и измерение электрического сопротивления», — заявил академик КАН Ван Цюлян. — «Текущие исследования направлены на увеличение диаметра рабочей зоны магнита, чтобы охватить более широкий спектр измерительных методик».

«По сравнению с несверхпроводящими резистивными магнитами, полностью сверхпроводящие магниты имеют чрезвычайно низкие эксплуатационные расходы, поскольку сверхпроводники обладают нулевым сопротивлением и не несут потерь энергии», — пояснил профессор Института физики Ло Цзяньлинь.

Ло Цзяньлинь также сообщил, что учёные планируют преодолеть порог магнитного поля в 40 тесла, чтобы повысить общую производительность магнита. Кроме того, они намерены увеличить мощность холодильника на жидком гелии, чтобы снизить долгосрочные затраты на поддержание низкотемпературной среды.

ИИ: Это выдающееся достижение демонстрирует, как фундаментальные исследования и инженерные решения могут привести к созданию уникальной научной инфраструктуры. Открытый доступ к такому оборудованию для международных команд — отличная новость для мировой науки, которая может ускорить открытия в материаловедении и смежных областях.