Войти
 | |
| Основана | 1 октября 1994 г. (1994-10- 01) |
|---|---|
| Бюджет | 48,4 миллиона долларов |
| Директор | Грегори С. Бобингер |
| Местоположение | Таллахасси, Флорида |
| Кампус | Университет штата Флорида |
| Филиалы | Университет штата Флорида, Университет Флориды, Национальная лаборатория Лос-Аламоса |
| Операционное агентство | Университет штата Флорида |
| Веб-сайт | NationalMagLab.org |
Национальная лаборатория сильного магнитного поля (MagLab ) - это объект в Государственном университете Флориды, Университете Флориды и Национальной лаборатории Лос-Аламоса в Нью-Мексико, которые выполняет магнитное поле исследования в области физики, биологии, биоинженерии, химии, геохимии, биохимия. Это единственный такой объект в США и один из девяти в мире. Лаборатория поддерживается Национальным научным фондом и штатом Флорида и работает в сотрудничестве с частным сектором.
В настоящее время лаборатория является мировым рекордсменом по обладанию самым сильным магнитом в мире для спектроскопии ядерного магнитного резонанса. 33-тонный последовательно соединенный гибридный магнит (SCH) побил рекорд во время серии испытаний, проведенных инженерами и учеными MagLab. 15 ноября 2016 года прибор достиг максимальной мощности 36 Тесла.
В 1989 году Университет штата Флорида (БСС), Национальная лаборатория Лос-Аламоса и Университет Флориды представили предложение в Национальный научный фонд (NSF) для новой национальной лаборатории, поддерживающей междисциплинарные исследования в сильных магнитных полях. План предлагал федеральное - штат партнерство, обслуживающее исследования, связанные с магнитами, образование в области науки и технологий, а также партнерство в промышленности. Цель состояла в том, чтобы сохранить конкурентоспособные позиции США в исследованиях и разработках, связанных с магнитами. После проведения независимого рецензирования NSF одобрил предложение консорциума под руководством бывшего Советского Союза.
В конкурирующем предложении NSF Массачусетского технологического института (MIT) с Университетом Айовы, Университет Висконсина-Мэдисон, Брукхейвенская национальная лаборатория и Аргоннская национальная лаборатория предложили усовершенствовать существующую Магнитную лабораторию Фрэнсиса Биттера мирового класса. в Массачусетском технологическом институте. 5 сентября 1990 года исследователи Массачусетского технологического института попросили 21 члена Национального научного совета (NSB) «пересмотреть и пересмотреть» свое решение. Учитывая, что на кону гранта NSF было поставлено 60 миллионов долларов, MIT заявил, что откажется от использования лаборатории Francis Bitter Lab, если она потеряет свою привлекательность, что стало первым в истории NSF. Запрос был отклонен 18 сентября 1990 года.
Первые годы лаборатории были потрачены на создание инфраструктуры, строительство объекта и набор сотрудников. Комплекс Таллахасси был посвящен 1 октября 1994 года большой толпе с основным докладчиком, вице-президентом Элом Гором.
Миссия лаборатории, изложенная NSF, заключается в следующем: " Обеспечивать самые высокие магнитные поля и необходимые услуги для научных исследований, проводимых пользователями из широкого круга дисциплин, включая физику, химию, материаловедение, инженерию, биологию и геологию ».
Лаборатория ориентирована на четыре цели:
Национальный MagLab продвигает естественнонаучное образование и поддерживает учителей естественных наук, инженерии и естествознания через Центр интеграции исследований и обучения. Программы включают наставничество в междисциплинарной учебной среде. Веб-сайт лаборатории Magnet Academy предоставляет образовательные материалы по электричеству и магнетизму.
Национальная MagLab также ежемесячно проводит открытые для публики туры и ежегодно устраивает дни открытых дверей с участием около 5 000 человек. В местных школах также доступны специальные туры и информационные программы. В интервью на Skepticality доктор Скотт Ханнас сказал: «Если вы приедете в третью субботу февраля, я думаю, у нас будет день открытых дверей, и у нас есть катушки Тесла, стреляющие искрами, и мы плавим камни в геохимии. группы, и мы измеряем скорость звука, и у нас есть лазеры и пусковые установки для картофеля, и у нас есть все виды вещей, показывающих небольшие научные принципы и прочее. Мы собираемся вместе, и у нас появляется около 5000 человек, чтобы приехать и посетить физическую лабораторию, которая довольно удивительная группа людей. "
Схема гибридного магнита 45 Тесла Лаборатория Таллахасси в штате Флорида Университет представляет собой комплекс площадью 34 374 квадратных метра (370 000 квадратных футов) и насчитывает около 300 преподавателей, сотрудников выпускников и докторантов. Его директор - физик Грегори Скотт Бёбингер. Его главный научный сотрудник Лаура Грин.
Объект содержит 14 резистивных магнитных ячеек, подключенных к источнику питания постоянного тока мощностью 48 мегаватт, и 15 000 квадратных футов (1400 м) охлаждающего оборудования для удаления тепло, выделяемое магнитами. На объекте находится несколько магнитов, в том числе гибридный магнит 45 тесла, сочетающий в себе резистивные и сверхпроводящие магниты. Лабораторный резистивный магнит 41,4 Тесла является самым сильным резистивным магнитом постоянного тока (постоянное поле) в мире, а магнит Кека 25 Тесла имеет самую высокую однородность среди всех резистивных магнитов.
Эта программа служит широкому кругу пользователей в области спектроскопии ЯМР в растворе и твердого тела и МРТ, а также измерения диффузии при высокой напряженности магнитного поля. Лаборатория разрабатывает технологии, методологию и приложения в сильных магнитных полях как внутри компании, так и за ее пределами. Магнит ЯМР 900 МГц (21,1 Тесла) собственного производства имеет сверхширокое отверстие диаметром 105 мм (около 4 дюймов), этот сверхпроводящий магнит имеет самое высокое поле для МРТ-исследования живых животных.
Программа масс-спектрометрии ионно-циклотронного резонанса с преобразованием Фурье участвует в разработке приборов и методик, а также в применении масс-спектрометрии FT-ICR. Под руководством директора Алана Г. Маршалла программа постоянно развивает методы и инструменты, а также приложения масс-спектрометрии FT-ICR. В программе есть несколько инструментов, в том числе 14,5 тесла, диаметр ствола 104 мм.
Наиболее распространенной формой ЭМИ является электронный парамагнитный / спиновой резонанс (ЭПР / ЭПР). В экспериментах по ЭПР наблюдаются переходы между подуровнями mS электронного спинового состояния S, которые расщепляются приложенным магнитным полем, а также взаимодействиями тонкой структуры и электронно-ядерными сверхтонкими взаимодействиями. Этот метод находит применение в химии, биохимии, биологии, физике и исследованиях материалов.
Подразделение «Магнитная наука и технологии» отвечает за разработку технологий и экспертизу для магнитных систем. Эти магнитные проекты включают в себя создание передовых магнитных систем для предприятий в Таллахасси и Лос-Аламос, сотрудничество с промышленностью в разработке технологии, улучшающей возможности производства сильнопольных магнитов, и улучшение сильнопольных магнитных систем посредством исследований и разработок.
Также в штаб-квартире лаборатории в бывшем Советском Союзе Центр прикладной сверхпроводимости развивает науку и технологии сверхпроводимости как для низкотемпературных материалов на основе ниобия, так и для высокотемпературных материалов на основе купрата или MgB 2. ASC разрабатывает сверхпроводники для магнитов для термоядерного синтеза, физики высоких энергий, МРТ, а также линий электропередачи и трансформаторов.
Внутренняя исследовательская программа использует возможности MagLab для проведения высокопрофильных исследований в области науки и техники, одновременно продвигая пользовательские программы лаборатории за счет разработки новых методов и оборудования.
Группа ученых из группы конденсированного состояния концентрируется на различных аспектах физики конденсированного состояния, включая исследования и эксперименты с участием магнетизма, квантового эффекта Холла, квантовые осцилляции, высокотемпературная сверхпроводимость и системы с тяжелыми фермионами.
Программа геохимических исследований сосредоточена на использовании микроэлементов и изотопов для понимания процессов на Земле и окружающей среды. Область научных интересов - от химической эволюции Земли и Солнечной системы во времени до проблем местного масштаба по источникам и переносу экологически значимых веществ. Исследования, проводимые отделом геохимии, касаются земных и внеземных вопросов и включают наземные и морские экспедиции и миссии космических кораблей. Вместе с отделениями химии и океанографии бывшего СССР компания Geochemistry начала программу по биогеохимической динамике.
Другие программы включают криогенику, оптическую микроскопию, квантовые материалы и резонансную ультразвуковую спектроскопию.
В лаборатории также есть группа по исследованию материалов, которая исследует новые способы изготовления высокопрочных магнитных материалов с использованием более распространенных и более дешевых элементов.
Национальная лаборатория Лос-Аламоса В лаборатории в Нью-Мексико находится установка импульсного поля, которая предоставляет исследователям экспериментальные возможности для широкого диапазона измерений в неразрушающих импульсных полях до 60 Тесла. Магниты с импульсным полем создают сильные магнитные поля, но только в течение долей секунды. Многозарядный магнит на 100 Тесла разрабатывается совместно Министерством энергетики и Национальным научным фондом. Лаборатория расположена в центре Лос-Аламоса. В 1999-2000 годах объект был переведен в новый, специально спроектированный Экспериментальный зал, чтобы лучше приспособиться к работе и поддержке пользователей. Программа является первой и единственной пользовательской установкой с сильным импульсным полем в Соединенных Штатах.
Установка обеспечивает широкий спектр экспериментальных возможностей до 60 Тесла с использованием коротких и длинных импульсных магнитов. Электроэнергия поступает от импульсной инфраструктуры, которая включает двигатель-генератор 1,43 гигаватт и пять источников питания по 64 мегаватта. Мотор-генератор на 1200 тонн установлен на инерционном блоке массой 4800 тонн (4350 тонн), который опирается на 60 пружин для минимизации подземных толчков и является центральным элементом Лаборатории импульсного поля.
Магниты установки включают длинноимпульсный магнит 60 Тесла, который является самым мощным магнитом с управляемыми импульсами в мире.
Университет Флориды является домом для пользователей оборудования для магнитно-резонансной томографии или (МРТ) со сверхнизкотемпературной и сверхтихой средой для экспериментальных исследований в условиях высоких температур. B / T (сильное магнитное поле / низкая температура) Объект. Также имеется оборудование для изготовления и определения характеристик наноструктур в новом наноразмерном исследовательском центре, работающем совместно с главным аналитическим и приборным центром университета.
Установка с высоким КПД является частью лаборатории Микрокельвина физического факультета и проводит эксперименты в сильных магнитных полях до 15,2 Тл и при низких температурах 0,4 мК одновременно для исследования намагниченности, термодинамических величин, измерений переноса, магнитного резонанса, вязкости, диффузии и давления.
Установка удерживает мировые рекорды по высокому коэффициенту B / T в отсеке 1 для краткосрочных возможностей в слабом поле и мировые рекорды для длительных (>1 недели) экспериментов в высоком поле. Исследовательская группа является мировым лидером в коллективных исследованиях квантовых жидкостей и твердых тел с точки зрения широкого спектра и низкотемпературных методов (термометрия, ЯМР, ультразвук, теплоемкость, охлаждение образца).
Программа расширенной магнитно-резонансной томографии и спектроскопии включает средства для программы ЯМР Mag Lab, которые дополняют возможности в штаб-квартире лаборатории в Таллахасси. Программа находится в Институте мозга Макнайта при Университете Флориды. Их инструменты включают в себя магнит ЯМР 600 МГц с высокотемпературным сверхпроводящим датчиком с тройным резонансом 1 мм, который обеспечивает самую высокую массовую чувствительность среди всех датчиков на любой частоте в мире.
Координаты : 30 ° 25′31 ″ N 84 ° 19′15 ″ з.д. / 30,425215 ° N 84,320915 ° W / 30,425215; -84.320915
