三面環水、風景秀麗的合肥科學島是中國科學院合肥物質科學研究院的別名，強磁場科學中心坐落在科學島上，這里也是全世界第五個擁有完整的穩態強磁場實驗裝置的地方，包括四臺超導磁體、五臺水冷磁體和一臺混合磁體。

在超導磁體出現之前，水冷磁體是產生穩態強磁場的唯一途徑。

在超導現象被發現后不久，人們開始制備超導磁體，但由于超導材料的限制，超導磁體最高場強仍處于30T（特斯拉）級。

由此，科學家繼續提出用水冷磁體和超導磁體相結合的方案。這種方案就是“混合磁體”，意味著可以用相對小的代價產生更高的磁場。

這也意味著，即使進入“超導磁體時代”，產生更高磁場仍離不開水冷磁體。

中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心學術主任匡光力用“乒乓球”解釋水冷磁體、超導磁體和混合磁體的關系?！叭绻f水冷是女單，超導是男單，那混合磁體就是混雙?！?/p>

2024年9月22日，受中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心的委托，安徽省院士專家聯合會組織召開合肥綜合性國家科學中心強光磁集成實驗裝置關鍵技術預研項目“水冷磁體WM6科技成果評價會”，專家組包括7位院士。這天上午，強磁場科學中心自主研制的第六臺水冷磁體產生42.02T的穩態磁場，成員一致認為成果達到國際水冷磁體領先水平。

中國科學院合肥物質科學研究院黨委書記黃晨光則表示，這標志著我國乃至世界強磁場水冷磁體技術發展達到新高峰。

水冷磁體WM6打破的是2017年由美國國家強磁場實驗室水冷磁體產生的41.4T的世界紀錄。在全世界范圍內，僅有美、法、荷、日、中五國建有穩態強磁場實驗裝置。但中美幾乎主導了最近十年的穩態強磁場“競速”。在WM6之前，中國科學家曾經在科學島上制造了五臺水冷磁體，三臺都打破世界紀錄，是名副其實的“冠軍隊”。 

2014年，荷蘭奈梅亨強磁場實驗室水冷磁體創造了37.5T；

一年之后，合肥科學島上的中國科學院強磁場科學中心的水冷磁體在32mm孔徑中產生38.5T；

兩年之后，美國國家強磁場實驗室水冷磁體又創造出41.4T，反超中國；

一直到七年后的今年，WM6橫空出世，一舉將人類在水冷磁體上的極限穩態場強推進到了42.02T。

1、破紀錄的一瞬間鴉雀無聲 

針對WM6的聯調是從今年年初開始的。

在此之前，強磁場科學中心對水冷磁體的支撐系統進行了全面升級。

匡光力告訴記者：因為磁體電流的增強，冷卻時的最大瞬時熱負荷也要相應提升。因此有三件事需要重點關注，一是提高直流電源供電能力；二是提高水系統冷卻能力；三則是提高中央控制系統的控制保護能力。

而最關鍵的突破則發生在2024年9月9日上午10點左右。

磁體科學與技術部副主任張俊清晰地記得那個時刻。當天中控中心顯示，水冷磁體的磁體電流已經沖至歷史性的48000安。

而48000安的磁體電流距離50550安的“終極目標”僅有一步之遙。

張俊猶豫了一下，他和高場水冷磁體組負責人房震商量了一下，決定趁勢挑戰“50550”?！耙驗楫敃r‘48000’的時候，反饋來的數據很穩當?！?/p>

中心的每個人都知道“50550”意味著什么——水冷磁體聯調時，磁體電流每增加2000安是一個小坎，每增加5000安則是一個大坎，而“50550”則意味著再次突破人類上限，一旦電流達到50550安培，水冷磁體產生的強磁場就將超過42T，達到42.02T，反超美國國家強磁場實驗室。

這一刻很快就來了。水冷磁體在32.3兆瓦的電源功率下產生42.02萬高斯的穩態磁場。一舉打破了2017年由美國國家強磁場實驗室水冷磁體產生的41.4萬高斯的世界紀錄。

張俊告訴記者：本來心里預想的是，破紀錄的那一下，中控中心一定掌聲雷動，結果中控中心當時十幾個人，一點聲音都沒有，大家都屏住呼吸盯著大屏幕。

人類的第一次由水冷磁場創造出來的穩態42.02T維持了一分多鐘，在這一分多鐘里，鴉雀無聲，空氣中只有電流流過的聲音。

匡光力后來總結：刷新世界紀錄的WM6的水系統和電源系統仍有很大余量。

WM6沖擊42T的過程一炮打響,“因為方方面面準備得都很充分，可以說那個結果早就是‘籠子里的魚’了?！?/p>

2、打基礎的第六臺水冷磁體

對于中國來說， WM6的意義可能并不止于打破世界紀錄。

匡光力稱：“研制42T水冷磁體，是要為下一代穩態強磁場大科學裝置中系列最高場穩態磁場的研制奠定堅實的技術基礎?！?/p>

中國的強磁場事業開始于20世紀60年代。1978年中國科學院等離子體物理研究所成立，其中設立了強磁場研究室，并于1992年建成了20T的混合磁體，使我國成為當時世界上擁有20T級以上穩態磁場的七個國家之一。

2007年，國家正式批復建設國家“十一五”重大科技基礎設施——穩態強磁場實驗裝置(英文簡稱：SHMFF)。SHMFF由中國科學院合肥物質院、中國科學技術大學共建，各項任務依托強磁場科學中心完成。

SHMFF2008年開工，歷時八年，直到2016年建成最核心的、也是世界公認技術難度最高的、可以產生最高穩態磁場的磁體——“混合磁體”，中國也成為繼美國之后第二個擁有40T 級以上磁體的國家。至此，我國穩態強磁場實驗裝置的十臺/套磁體裝置，包括四臺超導磁體、五臺水冷磁體以及一臺混合磁體已經全部建成。

2022年8月12日，SHMFF混合磁體產生了45.22T的穩態磁場，刷新了由美國保持了23年之久的同類型磁體的世界紀錄，成為目前全球范圍內可支持科學研究的最高穩態磁場。

WM6的特殊之處在于，它不僅提升了穩態強磁場實驗裝置的性能，而且是一個新起點。

“42T不僅為科學研究提供了更強大穩定的實驗條件，而且為下一代穩態強磁場大科學裝置的建設奠定了一項關鍵技術基礎?！笨锕饬Ρ硎?。

3、中美主導強磁場

全世界僅有五個國家擁有穩態強磁場實驗裝置，此前曾均以40T為目標。

1960年，美國首先在麻省理工學院建立了世界上第一個高場磁體實驗室，后又在佛羅里達州斥巨資建立了新的強磁場實驗室，當時的穩態磁場目標是40T。

20世紀80年代末和90年代初，日本在筑波建立新的強磁場實驗室，穩態磁場目標是40T。法國格勒諾布爾強磁場實驗室以及荷蘭的奈梅亨強磁場實驗室也將目標定在了穩態磁場40T。

中國則從2008年開始在合肥科學島建設強磁場科學中心。

但最終達到40T的目前僅有中國和美國。

大約從十年前開始，中國和美國逐漸開始主導這一領域。

在混合磁體領域，美國在2000年實現45T，中國在

2018年達到42.9T，并在四年后的2022年反超，實現45.22T；

在超導磁體領域，美國率先在2017年實現32T，同年中國實現27.2T，最終中國在2019年反超，實現了32.35T；

而在水冷磁體領域，中國在2015年實現了38.5T，美國在兩年后以41.4T超過中國，而中國則在本月實現了42T。

“同行不會冷靜下來，他們一定會想著超過我們的?！笨锕饬Ω嬖V記者：“科學的魅力就是在競爭中不斷得到發展?！?/p>

他同時說，55T可能也不是終極目標，“但百米賽跑，高出0.01秒也是高，就像攀登珠穆朗瑪峰一樣，到了最后極限的時候，邁出的每一步都非常艱難?！?/p>

（安徽商報融媒體記者 梁巍/文 周繼龍/制圖）