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(guó)費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種在這方面超過(guò)之前所有的磁體，并利用它來(lái)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(guò)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(wèn)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(guò)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(wèn)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(kāi)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(shuō)，通過(guò)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(lái)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(lái)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。