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中国破45.22特斯拉强磁场纪录,又发现宇宙最强磁星 靠近会怎样?

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zxw88 发表于 2022-9-2 01:15:00 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 
两条关于磁场的科学信息,都与中国有关。
2022年8月12日,中科院强磁场中心用实验装置制造出一个全球最强的稳态磁场,其磁场强度达到45.22特斯拉(45.22万高斯),一举打破美国保持了23年的世界纪录。
实际上在这条消息之前的两个月,中国一颗名为“慧眼”的卫星探测到银河系里一个超强磁星,其磁场强度达到16亿特斯拉!相比之下,人类的磁强纪录只是其3500万分之一,简直弱爆了。
011500p4aaqjgmycep8jmc.jpg “慧眼”发现最强磁星
说起磁铁,大家都很熟悉。中国古代用磁性的铁勺子来指引方向,而早在200年前,迈克尔·法拉第(Michael Faraday)利用电磁感应原理第一次演示了旋转电动机。时至今日,磁铁已经深入到我们生活的方方面面,几乎每一台电动汽车都离不开钕磁铁,你家里也许就有几块超强吸力的钕磁铁吧?
011501iayohamjmjyl97fm.jpg 钕磁铁很危险,要小心
N42级钕铁硼磁铁的磁场强度大约为1.3特斯拉(通常用字母“T”表示),你玩它的时候要格外小心,不少人被它夹伤过手指,当两块体积稍大的钕磁铁相互吸引时甚至能造成粉碎性骨折。
若排除机械损伤,总体而言磁场对人来讲是安全的,即便是磁场强度达到3T的磁共振成像仪(MRI),我们在做检查时也不会感觉有什么不适(当然啦,有些人会因为机器狭小的空间和嗡嗡声而紧张)。
011501s4qyg9y195kyuz9y.jpg 一辆轮椅被MRI磁场吸住
没有感觉不代表身体不发生变化,磁共振成像仪原本的名字是“核磁共振成像仪(NMRI)”,之所以把“核”字去掉,是因为避免有人产生“有放射性”的误会。实际上磁共振成像的原理就是某些原子核(比如氢原子)会在强磁场的作用下产生自旋极化,扫描仪的线圈通过接收这些原子极化产生的电磁波变化来形成图像,只要离开磁场,一切恢复正常。
011501m6h6buvv21i6bu3d.jpg 钕磁铁很强悍
无论是做几分钟磁共振检查,或者拿两块硕大的钕磁铁玩一个下午,磁场都不会对我们造成伤害。原因只有一个:磁场不够强。
地球因为有磁场才抵挡了强烈的宇宙射线,护佑万千生物不受太阳风伤害,但地球的磁场强度仅在25~65μT(微特斯拉)之间;太阳是我们的恒星,它的两极磁场也只是地球的4倍,太阳黑子的局部磁场可以达到0.3T。总体而言其磁场强度都远低于我们玩的钕磁铁。
但宇宙中的磁星却是一个危险的存在。
011503h99qxvlixxlhu9x1.jpg 磁星磁场激发强大的X射线和伽马射线
磁星是一种中子星,或者说它是中子星演化过程的一个阶段。与其它中子星一样,磁星的直径仅20公里左右,密度却极大,大约每1汤匙磁星物质质量就超过1亿吨,不同的是它拥有10~100亿特斯拉的超强磁场。
如果把“慧眼”新发现的磁星放在距离地面20万公里(地球与月球中间)的位置,它强大的磁场能使地球上所有的银行卡消磁。要是它处在距离地面1000公里的近地卫星轨道(忽略引力),磁场可能令所有东西——包括地球本身“熔化”。
我们知道所有物质都由原子构成,带负电的电子绕着带正电的原子核运动。当原子处在磁星这样的极强磁场中,电子轨道会因电磁感应发生扭曲,原子被拉成细长的针状,一切都会被破坏掉。
011503ywu2wu4od1821228.jpg 磁星想象图
所幸这一切都不会发生,银河系里大约有3000万颗磁星,它们距离地球都非常远,我们完全感受不到它的磁场。“慧眼”之所以能探测到磁星J0243.6+6124,是因为它的超强磁场导致了非常强烈的X射线和伽马射线爆发,通过对X射线特征的探测分析,我们就能知道其表面磁场究竟有多强了。
观测磁星对了解恒星的演化过程具有重要意义。尽管人类的科技水平只能在几厘米的尺寸范围做到磁星的几千万分之一,却也能为物理、化学、新材料等许多领域的科学研究构建起一个超强的磁场环境,成为支撑我们科技创新的一大利器。
011503uwb661799md55dk9.jpg 中科院报告全球最强的稳态磁场




参考资料及图片来源:
《观察者》网:“45.22万高斯!中科院稳态强磁场刷新尘封23年的世界纪录”
Space.com:“中国X射线天文台探测到有记录以来最强磁场”
维基百科:磁星,恒星磁场,太阳,地球磁场,磁共振成像,钕磁铁
physicsworld.com:“磁铁,磁铁,磁铁:我们需要大量的磁铁来实现绿色经济
通用电气gehealthcare.com:“what does tesla mean for an MRI and its magnet”

转自今日头条优质自媒体
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