兩條關(guān)于磁場的科學(xué)信息，都與中國有關(guān)。

2022年8月12日，中科院強磁場中心用實驗裝置制造出一個全球最強的穩(wěn)態(tài)磁場，其磁場強度達到45.22特斯拉（45.22萬高斯），一舉打破美國保持了23年的世界紀錄。

實際上在這條消息之前的兩個月，中國一顆名為“慧眼”的衛(wèi)星探測到銀河系里一個超強磁星，其磁場強度達到16億特斯拉！相比之下，人類的磁強紀錄只是其3500萬分之一，簡直弱爆了。

“慧眼”發(fā)現(xiàn)最強磁星

說起磁鐵，大家都很熟悉。中國古代用磁性的鐵勺子來指引方向，而早在200年前，邁克爾·法拉第（Michael Faraday）利用電磁感應(yīng)原理第一次演示了旋轉(zhuǎn)電動機。時至今日，磁鐵已經(jīng)深入到我們生活的方方面面，幾乎每一臺電動汽車都離不開釹磁鐵，你家里也許就有幾塊超強吸力的釹磁鐵吧？

釹磁鐵很危險，要小心

N42級釹鐵硼磁鐵的磁場強度大約為1.3特斯拉（通常用字母“T”表示），你玩它的時候要格外小心，不少人被它夾傷過手指，當(dāng)兩塊體積稍大的釹磁鐵相互吸引時甚至能造成粉碎性骨折。

若排除機械損傷，總體而言磁場對人來講是安全的，即便是磁場強度達到3T的磁共振成像儀（MRI），我們在做檢查時也不會感覺有什么不適（當(dāng)然啦，有些人會因為機器狹小的空間和嗡嗡聲而緊張）。

一輛輪椅被MRI磁場吸住

沒有感覺不代表身體不發(fā)生變化，磁共振成像儀原本的名字是“核磁共振成像儀（NMRI）”，之所以把“核”字去掉，是因為避免有人產(chǎn)生“有放射性”的誤會。實際上磁共振成像的原理就是某些原子核（比如氫原子）會在強磁場的作用下產(chǎn)生自旋極化，掃描儀的線圈通過接收這些原子極化產(chǎn)生的電磁波變化來形成圖像，只要離開磁場，一切恢復(fù)正常。

釹磁鐵很強悍

無論是做幾分鐘磁共振檢查，或者拿兩塊碩大的釹磁鐵玩一個下午，磁場都不會對我們造成傷害。原因只有一個：磁場不夠強。

地球因為有磁場才抵擋了強烈的宇宙射線，護佑萬千生物不受太陽風(fēng)傷害，但地球的磁場強度僅在25~65μT（微特斯拉）之間；太陽是我們的恒星，它的兩極磁場也只是地球的4倍，太陽黑子的局部磁場可以達到0.3T?？傮w而言其磁場強度都遠低于我們玩的釹磁鐵。

但宇宙中的磁星卻是一個危險的存在。

磁星磁場激發(fā)強大的X射線和伽馬射線

磁星是一種中子星，或者說它是中子星演化過程的一個階段。與其它中子星一樣，磁星的直徑僅20公里左右，密度卻極大，大約每1湯匙磁星物質(zhì)質(zhì)量就超過1億噸，不同的是它擁有10~100億特斯拉的超強磁場。

如果把“慧眼”新發(fā)現(xiàn)的磁星放在距離地面20萬公里（地球與月球中間）的位置，它強大的磁場能使地球上所有的銀行卡消磁。要是它處在距離地面1000公里的近地衛(wèi)星軌道（忽略引力），磁場可能令所有東西——包括地球本身“熔化”。

我們知道所有物質(zhì)都由原子構(gòu)成，帶負電的電子繞著帶正電的原子核運動。當(dāng)原子處在磁星這樣的極強磁場中，電子軌道會因電磁感應(yīng)發(fā)生扭曲，原子被拉成細長的針狀，一切都會被破壞掉。

磁星想象圖

所幸這一切都不會發(fā)生，銀河系里大約有3000萬顆磁星，它們距離地球都非常遠，我們完全感受不到它的磁場?！盎垩邸敝阅芴綔y到磁星J0243.6+6124，是因為它的超強磁場導(dǎo)致了非常強烈的X射線和伽馬射線爆發(fā)，通過對X射線特征的探測分析，我們就能知道其表面磁場究竟有多強了。

觀測磁星對了解恒星的演化過程具有重要意義。盡管人類的科技水平只能在幾厘米的尺寸范圍做到磁星的幾千萬分之一，卻也能為物理、化學(xué)、新材料等許多領(lǐng)域的科學(xué)研究構(gòu)建起一個超強的磁場環(huán)境，成為支撐我們科技創(chuàng)新的一大利器。

中科院報告全球最強的穩(wěn)態(tài)磁場

參考資料及圖片來源：

《觀察者》網(wǎng)：“45.22萬高斯！中科院穩(wěn)態(tài)強磁場刷新塵封23年的世界紀錄”

Space.com：“中國X射線天文臺探測到有記錄以來最強磁場”

維基百科：磁星，恒星磁場，太陽，地球磁場，磁共振成像，釹磁鐵

physicsworld.com：“磁鐵，磁鐵，磁鐵：我們需要大量的磁鐵來實現(xiàn)綠色經(jīng)濟”

通用電氣gehealthcare.com：“what does tesla mean for an MRI and its magnet”