9月22日下午，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心正式发布重大科技突破：该中心自主研制的水冷磁体产生了42.02万高斯的稳态磁场，打破了2017年由美国国家强磁场实验室水冷磁体产生的41.4万高斯的世界纪录，成为国际强磁场水冷磁体技术发展新的里程碑。国家稳态强磁场实验装置是“十一五”期间国家发改委批准立项的重大科技基础设施，共建设了三类10台高场磁体。稳态强磁场磁体分为三种类型，即水冷磁体、超导磁体以及由水冷磁体和超导磁体组合的混合磁体。
稳态强磁场42.02万高斯水冷磁体
其中，水冷磁体是科学家们最早使用的磁体类型，拥有磁场调控灵活快捷，且具有能够产生更高磁场强度的优势，为物质科学研究提供了可靠和高效的实验条件。在中国科学院和安徽省联合科研攻关项目的支持下，经过近四年的不懈努力，强磁场技术研究团队创新了磁体结构、优化了制造工艺，最终在32.3兆瓦的电源功率下产生42.02万高斯的稳态磁场，标志着我国乃至世界强磁场水冷磁体技术发展的新高峰。
强磁场中控大厅
这一磁体的研制成功不仅更好地满足了科研用户对快捷调控的稳态强磁场的实际需求，为科学家们探索新现象、揭示新规律提供了强大的实验条件，更为我国建设更高场强的稳态磁体奠定了一项关键技术基础。2022年，强磁场科学中心自主研制成功了中心场强达45.22万高斯的混合磁体，成功创造了世界稳态磁场纪录，成为全球范围内可支持科学研究的最高稳态磁场。2024年，强磁场科学中心再攀科学高峰。强磁场科学中心学术主任匡光力研究员将稳态强磁场技术的发展形象地比作乒乓球赛场上的竞技。“水冷磁体、超导磁体都是‘单打高手’，混合磁体是‘混双组合’，2022年我们曾以综合优势问鼎‘混双冠军’，今天我们在这一领域又有了新的突破，拿下了一项‘单打冠军’。”
稳态强磁场水冷磁体WM6升降磁场曲线
稳态强磁场是物质科学研究需要的一种极端实验条件，在强磁场实验环境下，物质特性会受到调控，有利于科学家们发现物质新现象、研究物质新规律，是推动重大科学发现的“利器”。几十年来，全球科学家在稳态强磁场条件下的科学研究取得了许多重大科研成果，先后有十多项科研成果获得诺贝尔奖。据介绍，目前国际上有五大稳态强磁场实验室，分布于美国、法国、荷兰、日本和中国合肥科学岛。
稳态强磁场重大科技成果新闻发布会现场
稳态强磁场实验装置从2010年开始“边建设、边运行”，至2017年全部建成投入全面运行，迄今有多少用户？产出了哪些成果？强磁场科学中心学术主任匡光力介绍，截至2023年年底，稳态强磁场实验装置已经运行超过60万个机时，为国内外197家单位提供了实验条件，在物理学、化学、材料科学、生命科学、药物学等领域开展了超过3000项课题的前沿研究，取得了一系列重大科技成果。依托大科学装置“沿途下蛋”机制，强磁场科学中心已衍生出多项具有广泛应用前景的科技成果，如非酒精性脂肪肝炎及糖尿病的治疗药物研发、自主研制国际首创的恶劣条件扫描隧道-磁力-原子力组合显微镜（STM-MFM-AFM）成像技术等。为充分发挥大科学装置的优势，强磁场科学中心也正在积极筹划下一代稳态强磁场大科学装置工程。据介绍，下一代稳态强磁场大科学装置将建设以55T混合磁体为代表的世界顶级稳态磁体集群，并集成一系列利用先进波源的测量系统，以实现在强磁场下物质特性的全方位表征，为关键性技术突破和产业升级提供强有力的支撑。
来源：合肥日报传媒集团、飞阅新合肥