科學家發明最強磁鐵 產生世界上最強的磁場 未來應用廣泛

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最近，總部位於佛羅里達州立大學的國家高磁場實驗室的研究人員利用一個小而緊湊的線圈創造出迄今為止世上最強的磁場。只有捲筒紙尺寸大小的磁鐵，厚度甚至1厘米不到，在直流磁場中重置該磁鐵，可以產生出超過此前記錄0.5特斯拉的磁場。

這種微型電磁鐵是由MagLab的工程師Seungyong Hahn領導的團隊發明的，它產生了創世界紀錄的45.5特斯拉的磁場，這個磁場強度是普通MRI(核磁共振)磁場的20倍，普通MRI的磁場強度只有2或3個特斯拉。

在此之前，MagLab已經擁有世界上最強的連續磁鐵，用於45特斯拉的混合動力車，它結合了11.5特斯拉的超導磁鐵和33.5特斯拉的電阻磁鐵。雖然這一次研究團隊的新成果看起來並不是一個巨大的跳躍，但它為製造基於超導原理的更強磁鐵鋪平了道路。

這種磁鐵中的超導體是由一種稱為REBCO（稀土鋇銅氧化物）的新型化合物製成，與45特斯拉的混合動力汽車中使用的鈮基超導體相比，它的電流是其兩倍。電流密度的提升至關重要，因為電流通過電磁鐵產生磁場，如果電流越大，那麼產生的磁場就越強。

它的重量只有390克（約0.86磅），看起來有點像一疊薄金屬條包裹的扁平圓盤。

現在普遍使用的電磁鐵的導電層之間包含絕緣層，導電層沿著最有效的路徑引導電流。這種結構增加了電磁鐵的重量和體積。但研究團隊發明的這種新型磁鐵，是一種沒有絕緣層的超導磁體。除了外表更為光滑以外，這種設計有效的保護了磁鐵免受淬火現象的困擾。

當導體中存在損壞或缺陷時，電流不能再按照指定路徑通過，這時就會發生淬火，導致材料發熱並失去其超導性能。如果這時沒有絕緣層，電流會沿著不同的路徑流動，從而避免了淬火。

研究人員介紹說：因為線圈的匝間沒有彼此絕緣，這意味著它們可以非常容易且有效地共享電流，以便繞過任何可能的障礙。在基礎科學應用中，這種強磁場最為實用，例如新材料研究，醫學診斷和粒子物理研究等諸多領域。

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