據(jù)New Atlas報(bào)道，磁體在物理學(xué)研究中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它有助于引導(dǎo)粒子束的軌跡，從而實(shí)現(xiàn)高速碰撞和突破性的發(fā)現(xiàn)。但并非所有的磁體都是一樣的，有些磁體比其他磁體更快產(chǎn)生所需的磁場(chǎng)。美國費(fèi)米國家加速器實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種在這方面超過之前所有的磁體，并利用它來證明他們所描述的世界上最快的粒子加速器磁體的升溫速度。

像世界上最強(qiáng)大的粒子加速器--大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）這樣的設(shè)備內(nèi)的磁體，在粒子以接近光速的速度在圓形室中呼嘯而過時(shí)，有助于保持它們的軌跡。實(shí)驗(yàn)中的能量越高，保持實(shí)驗(yàn)運(yùn)行所需的磁場(chǎng)就越強(qiáng)，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)要求的磁場(chǎng)約為8特斯拉。

但負(fù)責(zé)產(chǎn)生這一磁場(chǎng)的超導(dǎo)磁體需要約20分鐘才能達(dá)到這一水平，以每秒約0.006特斯拉的速度緩緩升溫。使用室溫下銅導(dǎo)體的磁鐵而不是超導(dǎo)線材的粒子加速器能夠以更大的速度提升。這包括日本J-PARC的世界最高強(qiáng)度的中子束，它以每秒70特斯拉的速度充電，以及費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室自己的8-GeV增壓環(huán)，它以每秒30特斯拉的速度加速。

為這些目的使用超導(dǎo)磁學(xué)的一個(gè)問題是形成大的熱點(diǎn)，這些熱點(diǎn)隨著場(chǎng)振幅和升溫速度的增加而增加。在傳統(tǒng)超導(dǎo)材料的工作溫度方面，也有一個(gè)固有的小誤差，只需要一個(gè)小的溫度增加，它們就會(huì)過渡到正常的導(dǎo)電和電阻狀態(tài)。

費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們認(rèn)為，他們已經(jīng)在一種被稱為釔鋇銅氧的材料中找到了解決這個(gè)問題的辦法，這種材料因其高溫超導(dǎo)性而聞名，正如一些研究人員在2011年指出的那樣，它在磁懸浮領(lǐng)域具有潛力。利用這種材料，該團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)可以在6到20開爾文的溫度下工作的磁體，并且可以處理1000安培的電流。

在對(duì)這種新的高溫超導(dǎo)磁體進(jìn)行測(cè)試時(shí)，研究小組表明它可以以每秒290特斯拉的速度上升，并達(dá)到約0.5特斯拉的峰值磁場(chǎng)強(qiáng)度。這顯然與在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上展示的8特斯拉相差甚遠(yuǎn)，但科學(xué)家們說，通過增加流經(jīng)磁體的電流可以實(shí)現(xiàn)更高的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

科學(xué)家們將繼續(xù)對(duì)他們的創(chuàng)造進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，努力擴(kuò)大電力供應(yīng)。他們認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)將在未來的各種實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮作用，這包括中微子研究和計(jì)劃中的100公里（62英里）未來環(huán)形對(duì)撞機(jī)，該對(duì)撞機(jī)可能在2040年之前啟動(dòng)和運(yùn)行。