締造 42.02T 新磁性紀錄！中國打造比地球磁場強 80 萬倍的新型電阻磁鐵

中國科學家 9 月 22 日於安徽合肥打造出磁感應強度達到驚人 42.02 特斯拉（Tesla，T）的穩態強磁場實驗裝置（Steady High Magnetic Field Facility，SHMFF），打破了由美國佛羅里達州國家高磁場實驗室（National High Magnetic Field Lab）電阻磁鐵在 2017 年寫下的 41.4 特斯拉紀錄，成為全球最強大電阻磁鐵紀錄的保持者。

這次中國科學家寫下的 42.02T 電阻磁鐵新紀錄，甚至比地球磁場強度高出 80 萬倍，地球磁場強度約為 50 微特斯拉（microtesla，μT）。至於科學家為何如此熱衷於突破磁性極限，德國德勒斯登實驗室（Dresden lab）物理學家 Joachim Wosnitza 解釋說，這能為物理學開啟探索各種新奇領域的可能性。基本上，磁性越強，發現全新物質態（phases of matter）的機會就越大。

另一位物理學家指出，高磁性能使科學家設計和操控在正常條件下根本不存在的全新物質態。每增加一個特斯拉，儀器檢測微弱現象的靈敏度就會指數級提升。

除了透過電阻磁鐵來突破磁性極限外，科學家早已透過混合型或超導設計來尋求突破。中國在 2022 年推出了一款混合式電阻/超導磁鐵，實現了 45.22T 的磁場強度。在此之前，美國國家實驗室（US National Lab）的迷你超導原型便曾在 2019 年成功短暫突破至 45.5T。

不論如何，電阻磁鐵存在一個唯一但卻影響顯著的缺點，那就是它們極其耗電。SHMFF 裝置破紀錄的背後代價是消耗了 32.3 兆瓦的驚人電力，即使如此，全球科學家依舊對該磁鐵趨之若鶩，因為這些磁鐵能比更新的超導磁鐵維持更長的高磁場強度，反觀超導磁鐵最終會達到極限。

不可諱言的，面對巨大的電力需求，全球科學家都在尋求新的解決方案。即使剛締造紀錄的中國 SHMFF 團隊也不例外，他們便正在從事混合型磁鐵和完全超導磁鐵的研發設計，希望能找到兼顧極限強度與更低能耗的解決方案。