观测微观世界，有了更强“放大镜”（探一线）

百科大全 2025年08月09日 07:46 1 admin

约4000平方米的实验区里，各类磁体、电源、仪器密布；启动实验装置，机器发出轰鸣，放电瞬间，可形成最高相当于地球磁场200万倍的强磁场。

这是华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心，国家重大科技基础设施——脉冲强磁场实验装置坐落于此。近日，借助这一设施，科学中心教授李亮团队成功实现71.36特斯拉平顶脉冲磁场，进一步巩固了我国在该领域的国际领先地位。此前，该团队于2018年创下64特斯拉世界纪录。

“脉冲强磁场设施是产生高强磁场的最有效手段。”李亮说，强磁场虽然看不见摸不着，却是现代科学实验的重要条件之一，能够产生极强的磁场、极低的温度、极高的压力，可使材料呈现常态下观测不到的变化，被称为“物质微观世界的放大镜”。磁场强度越高，看微观事物就越清晰，有助于发现新的物理原理和新型材料。

平顶脉冲磁场是强磁场技术的前沿方向，兼具稳态与脉冲两种磁场的优势，能实现高磁场强度且在一段时间保持高稳定度，为核磁共振等研究提供独特的实验条件。

强电磁力下，磁体结构如何保持稳定？大电流如何精确调控？针对这两项难题，李亮团队在材料与调控技术上实现突破，自主研制出高强高导铜银合金导线，抗拉强度较原有材料提升近40%；将瞬态控制问题创新性地转化为逆向电路拓扑设计，实现预构磁场波形精准生成。最终，李亮团队以高稳定性的71.36特斯拉平顶脉冲磁场刷新世界纪录，场强比国外现有水平高19%。

“各国学者在强磁场条件下的科学研究一直非常活跃，在物理、化学、材料和生物等领域取得了大批原创性重大成果。”李亮说，过去我国没有此类设施，科学家想做相关实验不得不向其他国家求助，有时一年也做不了一次。

2007年，国家发展改革委批准由华中科技大学组建团队建设我国脉冲强磁场实验装置，李亮担任国家脉冲强磁场科学中心主任。“建设阶段，我们没有照搬国外经验，而是自主绘制电路设计图，关键核心材料和部件通过自主研发实现了国产化，达到国际领先水平。”李亮说。2014年，装置通过验收，正式投入运营。

10余年来，李亮带领团队推动设施面向全球开放共享，每年对外开放率超过70%。目前，华中科技大学脉冲强磁场实验装置已吸引国内外130多个科研院所的科学家前来“追磁”，助力开展2000多项基础前沿研究。该装置还在大型风机装备制造、磁面成像、磁悬浮以及人体磁功能成像等多方面获得应用，实现我国强磁场实验条件从“受制于人”到“授之予人”的跨越。

李亮介绍，为进一步提升设施的整体性能和开放共享水平，国家脉冲强磁场科学中心将从磁场参数提升、测量手段丰富和研究领域拓展3方面，对设施进行全方位提升，建设110特斯拉超强磁场、70特斯拉平顶脉冲磁场和9.50特斯拉超导脉冲复合磁场，10类实验测试系统以及设施支撑基础平台。

《人民日报》( 2025年08月09日 06 版)

本报记者强郁文