超強磁場指的是采用超導技術或其他先進技術所產生的超過5T（特斯拉）的磁場。除了超導技術，還包括脈沖技術、混合磁體技術和超高功率電磁鐵技術等手段。盡管如此，從可持續性和經濟效益的角度來看，目前能夠穩定且經濟地維持5T以上磁場的方法仍然是超導技術。
技術背景
超導技術作為二十世紀的重大發明，為人類帶來了諸多美好想象，如高速超導列車、高效超導電機、無損超導輸電等。超導技術在獲取大空間的超強磁場（5T及以上）方面取得巨大成功，國際上已實現10T磁場的超導磁體商業化。強磁場作為一種自然環境中不存在的高能物理場，能夠在其中觀察到多種奇特現象，如物體懸浮、金屬結晶過程中的晶粒旋轉等。這些效應引起了國際社會的關注，尤其是日本和法國等國，他們已啟動相關研究計劃。在中國，國家自然科學基金委員會也將此領域納入重點項目指南。
應用價值
在納米材料制備領域，利用超強磁場的磁力作用，可控制液相法制備納米材料的成核過程，實現納米顆粒的定向生長，從而獲得高度各向異性的納米材料。此外，超強磁場還能影響納米材料的晶格畸變，為其制備高性能納米材料提供了有利條件。在磁化學領域，磁化學的研究一直是化學化工工作者致力研究的領域，然而自二十世紀六十年代以前的近四十年中，人們只能獲得0.1—1 T左右的磁場，在這種強度的磁場下，磁場對化學反應的影響幾乎可以忽略；由于磁場對物質體系能量的影響隨著磁場強度的平方呈正比增加，因此，在10 T－20 T甚至100 T的超強磁場下，磁場對化學反應的影響已經到了非常顯著的地步，甚至可以影響到化學反應的反應熱、PH值、化學反應進行的方向、反應速率、活化能、熵等諸多方面。超導強磁體的口徑已達100mm，接近化學化工工業常見的管道直徑，因此，開展這一領域的研究的應用前景是非常明顯的。在光、磁、電等領域，超強磁場對特殊材料的制備過程有重要影響。同時，超強磁場對高分子材料、電子材料的影響也是重要的研究領域。已有研究表明，在生物工程領域，超強磁場對生物組織、生化反應、生長過程、基因、細菌新陳代謝等均有顯著影響，開展相關研究對提升生物領域的研究水平和影響力具有重要意義。
宇宙脈沖星
宇宙中最強大的磁場存在于脈沖星中，這是一種晚期恒星演化的產物。脈沖星的磁場強度高達10^8至10^9T，相比之下，地球磁場僅為10^2T。通過對宇宙磁場的觀測和研究，發現各種星體的磁場通常高于星體之間的星際空間的磁場。例如，太陽系內的行星際磁場約為1×10^-9至5×10^-9T，而恒星際磁場則更低，約為5×10^-10至10×10^-10T。星系際空間的磁場更是低至10^-13至10^-12T。這些數據表明，宇宙中存在著比地球磁場更強和更弱的磁場。
發展與應用
自20世紀60年代發現實用超導材料以來，80年代出現的釹鐵硼永磁材料使得無需大量電力就能獲得大體積持續的強磁場。在高能物理、核物理、核聚變等大型科技計劃的推動下，超導與永磁強磁場技術得以快速發展。目前已成功研制出15T以下的各種場強、形態的強磁場裝置，并逐步推進其廣泛應用。1998年3月投入運行的名古屋市核融合科學研究所的核聚變研究用的大型螺旋裝置（LHD）是當今超導磁體技術水平的代表性成果。中國在超導與永磁磁體技術方面也取得了長足進步，研制出了多臺實用磁體系統，并具備了設計建造所需強磁場裝置的能力。用于高嶺土提純的超導高梯度磁選機已有十余臺在生產運行，磁拉硅單晶生長爐也已開始使用，但尚未形成規模，中國科學院電工研究所與低溫工程中心曾在九十年代初研制成功超導磁分離工業樣機，試制成功了兩套單晶爐用超導磁體系統，為產品的形成奠定了基礎。中國科學院電工研究所研制的磁流體發電用鞍形二極超導磁體系統和空間反物質探測譜儀用大型釹鐵硼永久磁體展示了中國的技術水平。隨著技術的成熟，強磁場的應用領域不斷擴大，包括核磁共振技術、磁分離技術、磁懸浮技術等，形成了新型產品與樣機。醫療用磁成像裝置已成為具有一定規模的產業，全球已有數千臺設備投入使用。中國的永磁裝置也開始小批量生產，超導裝置的研發也取得了進展。
參考資料 >
磁場強度是什么?.愛問知識人.2024-10-30
若把人放進強磁場中會怎樣?科學家用青蛙做實驗，得到反重力蛙.百家號.2024-10-30
國網甘肅電力宋曦:室溫超導技術將為通信帶來重大變革.通信產業網.2024-10-30