强磁场发展动态与趋势

文章主要介绍了强磁场的发展状况和最近取得的一些进展，包括45T稳态磁场、60T长脉冲磁场、80T非破坏性脉冲磁场和百特斯拉级磁场，同时文章也介绍了强磁场的发展趋势和各磁场实验室的强磁场发展计划．     

高能等离子体入射对磁场膨胀影响的模拟研究（已撤稿）

采用三维模型，使用混合网格质点法对等离子体入射偶极子磁场产生的磁场膨胀进行数值模拟.在模拟中考虑了高能等离子体注入两种不同类型磁场的情况：等离子体注入没有背景磁场的偶极子磁场和等离子体注入有背景磁场的偶极子磁场.研究表明背景磁场的存在不仅改变了粒子的分布，还改变了磁场膨胀的程度.还研究了注入的高能等离子体的速度对磁场膨胀的影响，结果表明入射的高能等离子体速度越大，磁场膨胀的程度就越大.对于低的入射速度，入射粒子在偶极子磁场中的回旋半径与偶极子磁场的特征长度相比较小，粒子被磁场束缚，对偶极子磁场的影响可以忽 关键词： 网格质点法 磁场膨胀 偶极子磁场     

几组特殊形状永磁体的磁场及梯度COMSOL分析

利用COMSOL"静磁场,无电流"的应用模式给出了相对放置的永磁条、具有磁回路结构的磁轭磁极、环形磁体的磁场分布图,并分析了这3组磁体的磁场和梯度情况,更关注于均匀磁场和恒梯度磁场的分布情况。     

导体对磁场的屏蔽作用分析

分析了导体球壳对静磁场和对交变磁场的屏蔽作用,讨论了影响导体球壳对静磁场和对交变磁场的屏蔽作用的因素.     

矩形强流电子束自磁场对束流均匀性的影响

对大面积矩形强流电子束自磁场在无限长束模型和有限长束模型下作了计算,给出了磁场的强度分布,并计算了在自磁场作用下的束电子的运动轨迹。描述了电子束在传输方向距阴极6cm处的箍缩图样。计算中考虑了二极管电场力,忽略了膜及Hibechi对束流的散射效应。     

磁场处理对啤酒品质的影响

采用永磁场装置，将瓶装熟、鲜啤酒放在磁场中静置处理、实验结果表明，磁场具有促使酒体成熟和抗氧化的作用，经磁场处理的啤酒，双乙酰含量降低、口味谐调、柔和，无异味和老化味。     

横向三角脉冲磁场下悬臂导电薄板的动力稳定性分析

对于在仅有外加横向三角脉冲磁场下的悬臂导电薄板,给出了受到脉冲磁场影响时其动力稳定性的定量分析方法。揭示了在三角脉冲磁场下由于受到涡电流与总磁场相互作用所产生的面内磁体压力的作用,悬臂导电薄板会发生失稳。得到了在不同稳态磁场作用下受到三角脉冲磁场作用时导电薄板的磁弹性动力响应的数值模拟结果。在此基础上,给出了关于稳态磁场值、横向脉冲磁场峰值和脉冲持续时间等参数范围的磁弹性动力稳定性区域。     

现代数字物理教学连载②——关于电流磁场的数字教学研究

以电磁场的教学为例,介绍了数字物理教学的重要作用,并借助现代数字技术,解决了长期以来基础物理教学未能处理好的环形电流及螺线管磁场和交变电磁场的问题,丰富了电磁学的教学内容,提高了学生处理实际问题的能力．     

HIRFL-CSR实验环电子冷却装置磁场测量

 在HIRFL-CSR实验环电子冷却装置上采用了独立的高精度螺线管串联产生纵向磁场的设计,获得很高的冷却段磁场平行度。使用霍尔片测量磁场的分布,使用磁针测磁方法测量冷却段磁场的磁轴偏角,并根据测量及计算结果对单个线圈磁轴进行微调。测量及调试结果表明,在施加电流为额定电流的一半时,冷却段磁感应强度为0.078 T,剩余磁场小于2×10^-4 T,磁场不平行度小于1×10^-4,达到了预期的设计目标。     

恒定磁场中物质的能量密度

本讨论了在恒定磁场中移入有限体积的物质后磁场中能量的变化，并导出了恒定磁场中的物质的能量密度表达式。     

磁性液体中非磁性小球与磁性纳米颗粒的相互作用及磁组装

利用磁性液体与聚苯乙烯小球溶液混合得到的复合磁性液体, 研究了聚苯乙烯小球和磁性纳米颗粒在外加磁场作用下的动力学过程. 实验结果表明, 当外加磁场的方向平行于样品平面时, 聚苯乙烯小球在沿着磁场的方向上表现出相互吸引而形成链状结构, 其动力学过程可分为聚苯乙烯小球被反磁化产生相互吸引而形成短链的快过程以及短链间相互吸引形成长链的慢过程; 当外加磁场的方向垂直于样品平面时, 相邻聚苯乙烯小球表现出排斥的相互作用而形成短程有序的二维结构, 当磁场强度增加到一定的阈值时, 聚苯乙烯小球和磁性纳米颗粒形成的团簇会产生相互吸引而组装成复合式的花瓣结构. 关键词： 磁性液体 磁组装 非磁性颗粒     

Nonlinear oscillation characteristics of magnetic microbubbles under acoustic and magnetic fields

Microbubbles loaded with magnetic nanoparticles (MMBs) have attracted increasing interests in multimode imaging and drug/gene delivery and targeted therapy. However, the dynamic behaviors generated in diagnostic and therapeutic applications are not clear. In the present work, a novel theoretical model of a single MMB was developed, and the dynamic responses in an infinite viscous fluid were investigated under simultaneous exposure to magnetic and acoustic fields. The results showed that the amplitude reduces and the resonant frequency increases with the strength of the applied steady magnetic field and the susceptibility of the magnetic shell. However, the magnetic field has a limited influence on the oscillating. It is also noticed that the responses of MMB to a time-varying magnetic field is different from a steady magnetic field. The subharmonic components increase firstly and then decrease with the frequency of the magnetic field and the enhanced effect is related to the acoustic driving frequency. It is indicated that there may be a coupling interaction effect between the acoustic and magnetic fields.     

Magnetic correction to the anomalous magnetic moment of electrons

We investigate the leading order correction of anomalous magnetic moment (AMM) to electrons in a weak magnetic field and find that the magnetic correction is negative and magnetic field dependent, indicating a magnetic catalysis effect for the electron gas. In the laboratory, to measure the g − 2, the magnitude of the magnetic field B is several T, and correspondingly the magnetic correction to the AMM of electron/muon is around 10⁻³⁴/10⁻⁴², therefore the magnetic correction can be safely neglected in the current measurement. However, when the magnitude of the magnetic field strength is comparable with the electron mass, the magnetic correction of the electron's AMM will become considerable. This general magnetic correction to the charged fermion's AMM can be extended to study quantum chromodynamic matter under a strong magnetic field.     

磁场对载流线圈的作用

讨论了磁场对于载流线圈的合作用力、合力矩、磁力作功公式和载流线圈在外磁场中的相互作用能，以及带电粒子在一对励磁线圈之间的往复运动。     

脉冲磁场下水热法制备Cr掺杂ZnO稀磁 半导体晶体

本文以ZnCl₂, CrCl₃. 6H₂O和氨水缓冲溶液为原料, 在4T脉冲磁场下水热法制备了Cr掺杂ZnO稀磁半导体晶体, 通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察及采用振动样品磁强计进行磁性分析等, 探讨了脉冲磁场对其微观结构及磁性能的影响. 结果表明: Cr掺杂ZnO稀磁半导体晶体仍保持ZnO的六方纤锌矿结构, 脉冲磁场具有促进晶粒生长及取向排列的作用, 4T脉冲磁场条件下合成的Cr掺杂ZnO稀磁半导体具有良好的室温铁磁性, 其饱和磁化强度(M_s)为0.068 emu/g, 而无脉冲磁场情况下制备的样品室温下呈顺磁性, 并且, 脉冲磁场下制备将稀磁半导体的居里温度提高了16 K.     

Estimation of the chiral magnetic effect considering the magnetic field response of the QGP medium

The magnetic field plays a major role in searching for the chiral magnetic effect in relativistic heavy-ion collisions. If the lifetime of the magnetic field is too short, as predicted by simulations of the field in vacuum, the chiral magnetic effect will be largely suppressed. However, the lifetime of the magnetic field will become longer when the QGP medium response is considered. We give an estimate of the effect, especially considering the magnetic field response of the QGP medium, and compare it with the experimental results for the background-subtracted correlator H at RHIC and LHC energies. The results show that our method explains the experimental results better at the top RHIC energy than at the LHC energy.     

磁记忆检测的力磁耦合型磁偶极子理论及解析解

磁偶极子理论在缺陷漏磁场解释中被成功广泛使用.由于磁荷密度等参数不易定量,磁偶极子理论在应用中常常进行归一化处理,被认为不适用于对应力相关的磁记忆信号做量化分析.本文通过建立力磁耦合型磁偶极子理论模型,以适用于分析磁记忆检测中应力对磁信号的影响.基于铁磁学理论确定应力和磁场联合作用下的等效场强度,基于弱磁化状态的一阶近似,获得了各向同性铁磁材料微弱环境磁场下的应力磁化解析解.结合磁信号二维问题中矩形和V形磁荷分布假定,建立了光滑与破坏试件表面磁信号、矩形和V形表面缺陷所诱导磁信号的力磁耦合型磁偶极子理论分析模型,并获得其解析解.基于力磁耦合型磁偶极子理论的解析解,对拉伸实验中试件破坏前后的信号差异、矩形和V形表面缺陷诱导磁信号,以及磁信号的影响因素和规律等进行了详细分析.理论研究表明,基于本文理论模型的解析解可实现对磁记忆检测中的一些基本实验现象和规律的解释.     

激光驱动的冲击波自生磁场以及外加磁场的冲击波放大研究

冲击波是天体物理观测中常见的现象, 其对粒子的加速被认为是高能宇宙射线的来源. 宇宙中冲击波周围往往存在很强的磁场, 但人们对于此类强磁场的产生放大过程的理解并不充分. 本文利用二维粒子模拟程序研究了激光与磁化或者非磁化等离子体相互作用产生的冲击波现象, 给出了冲击波波前处磁场的产生放大特性. 研究发现, 作用过程中的自生磁场可以储存能量, 从而进一步加速电子; 当存在外加磁场时, 由冲击波加速的电子和离子的能量都比同条件下非磁化等离子体的能量高; 而且外加磁场藉由冲击波放大倍数则与其值有极大关系. 与天文观测中推断的磁场与背景磁场相比放大千倍这一研究结果的比较可以看出, 天体冲击波周围磁场放大主要是由局域内生磁场导致的.     

脉冲磁场对水热法制备Mn掺杂ZnO稀磁半导体的影响

本文以Zn(CH₃COO)₂·2H₂O, Mn(CH₃COO)₂·4H₂O和氨水缓冲溶液为原料, 在4 T脉冲磁场下利用水热法制备了Mn掺杂ZnO稀磁半导体晶体, 通过X射线衍射、 扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱、荧光分光光度计及振动样品磁强计等对样品的微观结构及磁性能等进行了表征, 结果表明: Mn掺杂ZnO稀磁半导体晶体仍保持ZnO六方纤锌矿结构, 4 T脉冲磁场下合成的Mn掺杂ZnO稀磁半导体晶体具有明显的室温铁磁性, 其饱和磁化强度(M_s)为0.028 emu/g, 比无脉冲磁场下制备的样品提高一倍以上, 且4 T 脉冲磁场将样品的居里温度提高了15 K.     

霍尔推力器磁场位形及其优化的数值研究

基于麦克斯韦方程,在轴对称假设下建立了霍尔推力器磁场的数学模型.用有限差分方法对模型进行了离散.给出了数值求解模型的迭代法.通过对模型的数值求解,得到了相应的数值结果.通过对所得数值结果的分析,研究了磁场线圈电流变化对霍尔推力器磁场位形的影响.通过调整磁场线圈电流的大小找到了理想磁场位形.研究表明,对于理想磁场位形,内通道的磁镜比在3—3.5之间,外通道的磁镜比在0.4—0.9之间;增加磁场线圈的电流,出口的磁场强度随着增加,但不能增加磁镜比.通道内部的磁场强度几乎不随着磁场线圈电流的变化而变化. 关键词： 霍尔推力器 磁场位形 磁场线圈电流 磁镜比