什麼是超導磁鐵(superconducting magnet)最強磁場

超導磁鐵(Superconducting magnet)是一種利用超導體材料在低溫條件下零電阻特性來產生強大磁場的磁鐵。與常規磁鐵相比,超導磁鐵可以產生更強的磁場,並且能量損耗極低。

目前,世界上最強的超導磁鐵是由美國能源部旗下的國家強磁實驗室(National High Magnetic Field Laboratory)所擁有的。這台磁鐵位於佛羅里達州立大學,被稱為全超導強磁體(100特斯拉全超導磁體),它在2017年創造了紀錄,產生了超過10特斯拉(Tesla)的磁場,這是常規磁鐵的幾百倍。

1特斯拉(1 T)大約是地球磁場的10,000倍。超導磁鐵的磁場強度可以超過100特斯拉,這對於許多科學研究來說是非常有價值的,例如在材料科學、生物學、醫學和凝聚態物理學領域中的研究。

超導磁鐵的強大磁場可以提供許多應用,例如:

  1. 核磁共振(NMR)和電子自旋共振(ESR)光譜學,這對於研究分子結構和動力學非常有用。
  2. 磁浮列車(Maglev trains),利用磁鐵的排斥力使車輛懸浮在軌道上,從而實現高速無摩擦運行。
  3. 粒子加速器,如大型強子對撞機(LHC),使用超導磁鐵來引導和偏轉高能粒子束。
  4. 醫學治療,如質子治療,利用超導磁鐵來引導質子束精準擊中癌細胞。

超導磁鐵的發展不僅限於此,隨著技術的進步,未來可能會創造出更強大的磁場,開啟更多科學研究和應用的新領域。