磁场是宇宙中捉摸不透的精灵或魔鬼,这要看你如何使用它。当我们用它生产各种元件,造福人类时,它就是精灵;当它将太阳耀斑抛向地球,造成巨大灾难时,它就是魔鬼。当然,我们不常受到魔鬼的恐吓,而经常享受精灵的馈赠,所以磁场对我们来说,大抵还是有益的。
日本东京大学一位名叫Shojiro Takeyama的疯狂科学家,为了研究固态物理学,决定创造一个人类历史上最强的可控磁场。此前的记录是俄罗斯更疯狂科学家创造的,他们制造出了一个磁场强度达2800T(特斯拉)的超强磁场,是地磁强度的上亿倍。不过俄罗斯科学家非常疯狂,直接使用了TNT炸药进行压缩,设备马上就被摧毁了,所以完全不能说什么可控。
Shojiro Takeyama的团队利用电磁磁通压缩(EMFC)的方式,把能产生3.2 T低强度静态磁场的仪器连接到一排产生可巨大能量的电容器上——能量高达3.2兆焦耳,这将以32000公里/小时的速度把磁场瞬间压缩到一个极小的区域,涉及的电流是400万安培,是闪电的数千倍。然而实验装置并不能长时间维持这个压缩状态,最终会反弹并发生爆炸。研究人员测算实验可能会产生700T的磁场,为避免爆炸伤人,因而将实验室改造成了厚厚的铁柜。
这个疯狂实验的结果是,研究人员意外创造出了高达1200T的磁场,并将它维持了创纪录的100微秒——大约相当于人眨眼睛速度的千分之一。然而新设计的铁柜只能承受700T的磁场,爆炸产生的冲击波把瞬间把门给炸飞了。
那么1200特斯拉的磁场究竟有多强大呢?恐怕没有人知道,不过我可以提供几个例子:
一个冰箱贴的磁场大约是0.001T;
一个30磅的大型扩音器,磁场为1T;
医院的核磁共振成像仪,大约是3T;
太阳黑子磁场强度,10T;
实验中悬浮一只青蛙,16T;
中子星,100万T,理论上可达10万亿T。
Shojiro Takeyama表示,由于已经做好充分准备,实验室爆炸并没有引发人员伤亡,他们还将继续研究,准备将能量提高到5兆焦耳,产生1500T的磁场。Shojiro Takeyama还表示,只要制造出超过1000T的稳定磁场,就会成为物理学的里程碑,就可以观察到电子在材料之外运动的奇妙现象;利用这种磁场,科学家们还可以研制纳米级的元器件;核聚变的托卡马克装置也需要数千特斯拉的强磁场维持几微秒,这项研究也可提供有益的帮助。(徐德文)