近期，中國科學(xué)院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心科研人員將尾部直徑30.2毫米的低溫杜瓦成功安裝在32毫米孔徑的水冷磁體上，這標(biāo)志著極低溫測(cè)試系統(tǒng)初步建成。該系統(tǒng)可進(jìn)行325毫開爾文至室溫溫度區(qū)間的電輸運(yùn)、熱輸運(yùn)、磁性測(cè)量。值得一提的是，這是國內(nèi)首次可同時(shí)獲得強(qiáng)磁場(chǎng)和極低溫兩種極端條件。

　　極端條件主要指人為創(chuàng)造的、達(dá)到或接近目前技術(shù)極限的物理?xiàng)l件，如極低溫、超高壓、強(qiáng)磁場(chǎng)等。在傳統(tǒng)科學(xué)日臻完善的今天，極端條件可以拓展科學(xué)研究的空間和手段，為解決當(dāng)前許多重大科學(xué)技術(shù)中的疑難問題，以及創(chuàng)造新物態(tài)、合成新材料、發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象提供前所未有的機(jī)遇。

　　目前極端條件下的科學(xué)研究正變得越來越深入，甚至需要多種極端條件綜合在一起。但是想要同時(shí)獲得強(qiáng)磁場(chǎng)和極低溫，是非常困難的。這是由于可獲得高場(chǎng)強(qiáng)的水冷磁體孔徑通常設(shè)計(jì)得很小，如強(qiáng)磁場(chǎng)中心的1號(hào)（39T）、4號(hào)（27T）及混合磁體（45T），其室溫孔徑僅為32毫米。在如此狹小的空間獲得極低溫，對(duì)方案設(shè)計(jì)、材料選擇、器件加工及安裝等都是很大的挑戰(zhàn)。強(qiáng)磁場(chǎng)中心的科研人員借鑒了國際上強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過與相關(guān)公司反復(fù)討論，最終確定了設(shè)計(jì)方案。該方案使用了五層薄壁不銹鋼管，在6.6mm的空間內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)由室溫到325毫開爾文的過渡。

　　之后，科研人員在325毫開爾文溫度條件下測(cè)試了ZrTe5單晶樣品的輸運(yùn)特性隨磁場(chǎng)的變化關(guān)系，磁場(chǎng)測(cè)試范圍0-25T。這是國內(nèi)首次穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)和極低溫條件結(jié)合下的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

極低溫系統(tǒng)上視圖

極低溫系統(tǒng)總裝配圖