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摘要:在最近的一次实验中,当竹山实验室磁铁打开时,火花四溅。这还不到首席作者竹山浩二和他的同事们制造的磁铁所发出能量的4%,和跨过1000特斯拉大关是竹山浩二说的上世纪70年代的工程努力的一个重要里程碑,他领导了过去20年的工程努力。当它崩塌时,内部的磁场会被挤压到一个越来越紧的空间,直到它的力达到特斯拉的峰值,这在传统磁铁中是无法想象的。
在东京市中心的一个安全房间里有一块磁铁。它是一种电磁铁,当电流流过时产生磁场。上次操作它的科学家们打开它时,它打开了用来控制它的沉重的门。它已经创造了地球上有史以来最强烈的磁场之一。
磁场最近达到了1200特斯拉的强度,一个单位的磁场强度,在9月17日发表在《科学仪器评论》杂志上的一篇文章中有描述,
1200特斯拉是一个巨大的测量。大多数人有生之年都有机会遇到的最强大的磁铁是在核磁共振成像机内,而世界上最先进、最强大、有时最危险的磁共振成像仪只需3特斯拉。2004年,《大众力学》杂志形容一台被称为“世界上最强大的磁铁”的机器——也就是说,它是最强大的磁铁,只要打开它就不会把自己撕成碎片——它只发出45特斯拉。这还不到首席作者竹山浩二和他的同事们制造的磁铁所发出能量的4%,
和跨过1000特斯拉大关是竹山浩二说的上世纪70年代的工程努力的一个重要里程碑,他领导了过去20年的工程努力。
达到了这个强度,Takeyama和他的团队将兆焦耳的能量注入到一个精密设计的小型电磁线圈中,线圈的内衬在15马赫时自行崩塌——这一速度超过每秒3英里(每秒5公里)。当它崩塌时,内部的磁场会被挤压到一个越来越紧的空间,直到它的力达到特斯拉的峰值,这在传统磁铁中是无法想象的。一秒钟后,线圈完全崩溃,自我毁灭。[疯狂天才:关于著名科学家的10个奇闻轶事]
1200特斯拉实验需要3.2兆焦耳的能量。但是东京大学的物理学家Takeyama告诉《现场科学》,他相信如果他和他的团队将5兆焦耳的能量应用到这个设备上,他的设备可以达到1800特斯拉。(他说,部分是出于安全考虑,他们正慢慢地走到这一步。)
“最相似的磁场是由化学 ... 产生的,”Takeyama说,他指的是从1960年代开始一直持续到2001年的实验,俄罗斯和美国的研究人员在电磁铁周围引爆爆炸物以挤压电磁铁,短暂地产生高达2800特斯拉的强大磁场。
他们不能在室内实验室进行这些实验,所以他们通常在室外进行一切活动,比如西伯利亚的某个领域或某处在洛斯阿拉莫斯(新墨西哥)的一个非常广阔的地方,“他说。他们试图进行科学的测量,但由于这些条件,很难进行精确的测量。
其他形式的超强磁场需要激光,但是Takeyama说激光产生的磁场很小,寿命很短,即使按照物理标准,对于他和他在东京大学的实验室同事感兴趣的那类实验来说,这也同样成了问题。
是在1000多特斯拉范围内制造磁铁的关键,竹山说,是研究在正常情况下看不见的电子隐藏的物理性质。他和他的团队将把不同的材料放入他们的磁铁中,研究他们的电子是如何工作的。
在这些极端条件下,他说,传统的电子模型会崩溃。Takeyama不知道在这种极端情况下电子到底会发生什么,但他说,在线圈自毁之前研究它们,应该能揭示出科学通常看不到的电子特性。极强磁振
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