地球上可製造「超級磁場」，與黑洞磁場等級相當

2020-10-11 新浪探索

目前最新模擬實驗表明，製造一個100萬特斯拉的磁場應該是可以實現的。

　　最新研究表明，科學家應當可以在地球上製造出「超級磁場」，與黑洞和中子星的磁場強度相當。

　　依據日本大阪大學工程師Masakatsu Murakami和同事的最新研究報告，使用雷射轟擊微管能產生非常強的磁場，這將對開展基礎物理、材料科學和天文學研究具有重要意義。10月6日，這篇研究論文發表在開放存取期刊《科學報告》上。

　　地球上的大部分磁場，即使是人造磁場，也不是強度特別高。醫院使用的磁共振成像（MRI）通常會產生1特斯拉（相當於10000高斯），比較之下，指南針的指針向北擺動產生的磁場是0.3-0.5高斯，一些磁共振成像設備產生的磁場高達10.5特斯拉（10.5萬高斯）。2018年，科學家在實驗室使用雷射製造了高達1200特斯拉的磁場，之後科學家們再未超越該「極限磁場」。

　　目前最新模擬實驗表明，製造一個100萬特斯拉的磁場應該是可以實現的，Masakatsu Murakami和研究小組通過計算機模擬和建模實驗發現在直徑僅幾微米的空心管中射擊超強雷射脈衝可以激活管壁的電子，導致電子跳躍進入空心管中心的空腔，在空心管中產生向心爆聚。這些超熱電子的交互作用和空心管的向心爆聚導致了電流流動，這種電荷流動形成了磁場，研究人員發現在該情況下，電流可將已存在的磁場放大兩至三個數量級。

　　這種超級磁場並不會持續很長時間，在大約10納秒後將消失。但對於現代物理實驗而言，這已經是非常充足的時間了，因為現代物理經常研究那些瞬間消失的粒子和相應狀況。

　　Masakatsu Murakami和研究小組將進一步利用超級計算機模擬證實這些超級磁場是可以利用現代技術實現的，他們計算顯示，在現實條件下產生超級磁場需要脈衝能量0.1-1焦，總功率為10-100千兆瓦的雷射系統（1千兆瓦等於1百萬億瓦）。據2018年《科學》雜誌報導稱，歐洲極端光基礎設施已部署了10萬億瓦特等級的雷射器，中國科學家擬建造100萬億瓦特等級的雷射器，被稱為「超強雷射站」。

　　超強磁場在基礎物理學領域有多種應用，包括搜尋暗物質。美國科學媒體曾報導稱，超強磁體還可以將聚變反應堆內的等離子體限制在更小的區域，為未來可實現的聚變能源奠定基礎。（葉傾城）

相關焦點

  • 地球上可製造「超級磁場」與黑洞磁場等級相當!
    10 月 10 日消息，據國外媒體報導，最新研究表明， 科學家應當可以在地球上製造出 「超級磁場」，與黑洞和中子星的磁場強度相當 。
  • 地球上可製造「超級磁場」與黑洞磁場等級相當!
    地球上可製造「超級磁場」與黑洞磁場等級相當！IT之家整合編輯：佚名責任編輯：zhaoyongyu1 　　10 月 10 日消息，據國外媒體報導，最新研究表明， 科學家應當可以在地球上製造出「超級磁場」，與黑洞和中子星的磁場強度相當 。
  • 科學家造出地球最強磁場:100萬特斯拉 吸力媲美黑洞
    中國航空報訊：目前的科學實力已經允許科學家們造出媲美黑洞的磁場了，其強度高達100萬特斯拉。依據日本大阪大學工程師村上正勝（Masakatsu Murakami）和同事的最新研究報告，使用雷射轟擊微管能產生非常強的磁場，也就是說製造一個100萬特斯拉的磁場應該是可以實現的。村上和研究小組通過計算機模擬和建模實驗發現在直徑僅幾微米的空心管中射擊超強雷射脈衝可以激活管壁的電子，導致電子跳躍進入空心管中心的空腔，在空心管中產生向心爆聚。
  • 100萬特斯拉:科學家造出地球最強磁場 吸力媲美黑洞
    目前的科學實力已經允許科學家們造出媲美黑洞的磁場了，其強度高達100萬特斯拉。依據日本大阪大學工程師Masakatsu Murakami和同事的最新研究報告，使用雷射轟擊微管能產生非常強的磁場，也就是說製造一個100萬特斯拉的磁場應該是可以實現的。
  • 一項研究稱地球上可能會產生黑洞大小的磁場
    一項新的研究表明，科學家應該能夠在地球上創造出與黑洞和中子星中看到的磁場強度相媲美的磁場。大阪大學工程師村上正勝及其同事發表的一篇新研究論文指出，這種強磁場將通過用雷射對微管進行爆破而產生，對於進行基礎物理學，材料科學和天文學研究至關重要。
  • 地球那麼大的望遠鏡看清了黑洞的磁場
    現在，有史以來第一次，天文學家在我們銀河系中心超大黑洞事件視界的外側探測到了磁場。這項研究的主要作者、美國哈佛－史密松天體物理中心（CfA）的麥可·詹森（Michael Johnson）說，「了解這些磁場至關重要。之前還沒有人能夠在黑洞的事件視界附近分辨出磁場，直到現在。」
  • 日本實驗室擬創造黑洞級磁場！雷射爆100萬特斯拉，有兩大用途
    宇宙印象｜頭條獨家 深度科普欄目第1702期這應該是地球上最強大的磁場，大阪大學的日本科學家村上正勝等人近日發表的論文顯示，他們試圖創造100萬特斯拉的磁感應強度，持續時間大約為10納秒，非常短暫。這個等級的磁場到底有多強，我們可以通過數據進行對比下。地球上的大多數磁場都非常低，甚至是人造磁場都不是特別強。
  • 100萬特斯拉：科學家造出地表最強磁場
    目前的科學實力已經允許科學家們造出媲美黑洞的磁場了依據日本大阪大學工程師Masakatsu Murakami和同事的最新研究報告，使用雷射轟擊微管能產生非常強的磁場，也就是說製造一個100萬特斯拉的磁場應該是可以實現的。
  • 超級地球也有磁場?巖漿之海產生護盾
    博科園-科學科普｜求贊 求關註上過學的人都知道地球擁有一個磁場。磁場能夠幫助我們導航，同時還能保護大氣層和生命免遭猛烈的太陽風侵襲。銀河系的類地行星又是什麼情況？是否也存在保護生命的磁場？科學家進行了一項新分析，將目光投向所謂的超級地球。研究表明超級地球可能存在磁場，但形成方式與地球完全不同。超級地球藝術概念圖，座落於一顆個頭和溫度都不及太陽的恆星的適居區。
  • 超級地球液態金屬海洋可形成保護生命磁場—新聞—科學網
    現在科學家們認為這類系外行星上可能擁有液態金屬的「海洋」以及可以保護生命存在的磁層。 實驗室測試顯示，在超級地球上存在的巨大熱量和壓強狀況下，氧化鎂和其它一些在類地行星地幔中常見的礦物會轉變為液態金屬形態。這項研究將有助於理解超級地球上的環境條件，包括判斷其是否有可能支持生命的存在。
  • 天鵝座X-1黑洞周圍存在扭曲空間和超強烈磁場
    騰訊科技訊（葉孤城/編譯） 據美國太空網報導，目前，天文學家發現天鵝座X-1黑洞附近存在偏移光線，從而揭示該黑洞周圍存在著扭曲空間和超強烈磁場。倍，直徑約60公裡(18英裡)，距離地球8000光年，位於天鵝星座。
  • 地球磁場在不斷減弱,磁場的秘密是什麼?如果磁場消失會怎樣?
    地球磁場居然在一直減弱，而且歷史上南極北極還發生過位置互換，是什麼因素導致這種情況發生，如果磁場完全消失，會是人類的末日嗎？地球磁場的秘密是什麼？地球磁場是提供動力的傳送帶，它可以保護地球免受破壞。但事實上，地球磁場在一千多年之前就在減弱，使得科學家們猜測，未來有一天地球的磁極會發生翻轉，北極變成南極，而南極會變成北極。這種現象在地球歷史上在發生，最近的一次大約是在78萬年前，並且過程並不是逐漸變化的，而是會突然逆轉的瞬息改變。如今，科學家們最擔心的地區是南大西洋異常區，他是從辛巴威延伸到智利的遼闊地帶。
  • 網友問:地球磁場怎麼形成的,宇宙中的其他星球有磁場嗎?
    關於地球磁場的形成機制，目前還是地球物理學的難題之一；太陽系中的八大行星都有磁場，而太陽系中已知唯一存在磁場的衛星是木衛三，太陽本身也是存在磁場的。實際上地球磁極與地理極點並不完全重合，而是存在磁偏角的，最早發現並記錄磁偏角的，是我國宋朝學者沈括，由於磁偏角非常小（小於6度），所以利用地球磁場原理製造的指南針，可以大致確定地理南北極方向。
  • 地球磁場大顛倒
    羅徹斯特大學地球物理學教授約翰？塔多諾博士說：「磁場變弱的速度之快令人深思，它看起來就像我們在電腦裡看到的模擬磁場倒轉一樣。」 　 磁場變化在上個世紀五六十年代就有顯著表現。那時的科學家通過牽引船後的磁場傳感器發現滿是巖石的海床出現了奇怪的磁化帶。後來人們知道，海底熔巖流在地球磁場的不斷倒轉中會交替磁化，海床就像一個巨大的錄音機，記錄發生的一切。
  • 英媒:磁場可解開銀河系中心兩大謎團
    參考消息網6月5日報導英媒稱，平流層紅外天文臺（SOFIA）的觀測顯示，儘管銀河系中心黑洞引力巨大，但附近的磁場仍強大到足以控制黑洞周圍的物質運動。這項最新在美國天文學會一次會議上提交的研究結果可能有助於解開兩個長期存在的謎團，即為什麼我們的黑洞與其他黑洞相比相對安靜，為什麼我們銀河系中心形成的新恆星少於預期。據英國科學新聞網站6月3日報導，SOFIA利用其最新的紅外儀器研究了與磁場線垂直排列的天體塵埃顆粒，從而繪製出我們星系中心的詳細地圖，顯示了黑洞周圍這些原本看不見的磁場的行為。
  • 地球磁場未來可能會大翻轉，會有磁場空白期，人類該怎麼辦？
    從表面上看起來，地磁翻轉最大的影響就是指南針指示掉了個方向！假如地磁立即可以翻轉完成的話，但事實上會存在一個緩慢下降，然後反轉完成再逐漸增加地磁強度恢復的過程，翻轉前後地磁強度都處於正常水平，除了方向以外並無影響，但反轉過程中影響可就大了！產生地球磁場的地球發電機示意圖一、地球磁場的作用是什麼？
  • 銀河系中心黑洞磁場首次被發現
    為了實現直接拍攝到黑洞事件視界的目標，EHT將遍布全球的射電望遠鏡連成了網絡，最小能分辨出15微角秒（1角秒=1/3600度）的細節，相當於看到月球上一個高爾夫球大小的東西。人馬座A-星質量約為太陽的400萬倍，其事件視界跨度僅800萬英裡，比水星軌道還小，事件視界相當於10微角秒。
  • 為了「拯救」銀心物質,磁場和黑洞「打了一架」
    眾所周知，黑洞能夠吞噬附近的一切事物，包括光。然而銀河系中心的黑洞貌似遇到了「對手」。　　近期在美國天文學會的一次會議上，一項最新公布的研究表明，銀河系中心附近的磁場強大到能夠阻礙黑洞周圍的物質被吞噬。這一研究結果或將有助於解答長期以來籠罩在銀河系相關研究領域的兩大謎團，即為何銀河系中心黑洞相對「安靜」，以及為何銀河系核心區域新恆星「低產」。
  • 地球磁場倒轉頻繁,如果磁場消失?會發生什麼?地球會變成什麼樣
    地球磁場就像看不見的義大利麵條一樣圍繞在地球表面。磁場可以保護地球免受太陽粒子的影響，同時也為全球導航系統提供了基礎，它在地球生命的進化中發揮了重要作用。如果地球磁場消失了會發生什麼呢？關於磁場，首先要說明的是，即使磁場在減弱，它也不會消失，這是由地球磁場的來源決定的。地球磁場由基本磁場、外源磁場和磁異常組成，其中最主要的就是基本磁場，約佔地球磁場的99%以上，它是一種內源磁場，主要由地幔和地核內部的結構影響，地核主要由鐵和鎳等高密度金屬元素組成。所以只要地球不爆炸，這種磁場結構就會一直存在。
  • 睡眠生理與地球磁場
    成人需8～9小時，新生幾需18—20小時，小學生不少於1 0小時，中學生至少9小時，大學生需8小時，老年人需5-7小時，60歲以上可睡1 0～12小時。睡眠能夠恢復精力和體力，使機體保持良好的工作狀態。充足的睡眠可延緩衰老，提高免疫力增加記憶力。睡眠時，機體與環境的聯繫大大減少，一般生理活動降低。