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可以在地球上產生一個“超級磁場”,相當於黑洞磁場



北京時間10月10日消息,據國外媒體報導,最新研究表明科學家應該能夠在地球上產生一個相當於黑洞和中子星磁場強度的“超級磁場”。根據日本大阪大學工程師村上正勝及其同事的最新研究報告,用激光轟擊微管會產生非常強的磁場,這對基礎物理學,材料科學和天文學的發展具有重要意義。研究。 10月6日,該研究論文發表在開放獲取期刊“科學報告”上。

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地球上的大多數磁場,即使是人工磁場,也不是特別強。 醫院中使用的磁共振成像(MRI)通常產生1特斯拉(相當於10,000高斯)。 相比之下,指南針向北擺動產生的磁場是0.3-0.5高斯,這是某些MRI設備產生的磁場。 高達10.5特斯拉(105,000高斯)。 2018年,科學家在實驗室中使用激光在高達1200特斯拉的磁場中產生磁場。 在那之後,科學家再也沒有超過“極限磁場”。

最新的模擬實驗表明,應該可能產生100萬特斯拉的磁場。 村上正勝及其研究小組通過計算機仿真和模型實驗發現,可以通過在直徑僅為幾微米的空心管中發射超強激光脈衝來激活它。 管壁上的電子使電子跳入中空管中心的空腔,從而在中空管中引起向心爆裂。 這些熱電子的相互作用和空心管的向心爆炸導致電流流動。 電荷的這種流動形成了磁場。 研究人員發現,在這種情況下,電流可以將現有磁場放大兩到三個數量級。

這種超磁場不會持續很長時間,並且會在大約10納秒後消失。 但是對於現代物理學實驗來說,這已經是足夠的時間了,因為現代物理學經常研究那些立即消失的粒子以及相應的條件。

村上正勝及其研究小組將進一步使用超級計算機模擬,以確認這些超磁場可以通過現代技術實現。 他們的計算表明,在現實條件下產生超磁場需要0.1-1 J的脈衝能量和10-100 GB的總功率。 瓦特激光系統(1吉瓦等於1萬億瓦特)。 根據《科學》雜誌2018年的一篇報導,歐洲的極端光基礎設施已經部署了10萬億瓦特的激光器,中國科學家計劃建造100萬億瓦特的激光器,稱為“超級激光站”。

超強磁場在基礎物理學領域有許多應用,包括尋找暗物質。 美國科學媒體報導說,超強磁體還可以將聚變反應堆中的等離子體限制在較小的區域,為將來的聚變能源奠定基礎。 (葉慶成)