実験設備

小濱研究室が所属する国際超強磁場科学研究施設では、様々な磁場発生装置を用いることができます。

時間変化しない磁場の発生は難しく、世界最高記録でも45テスラが限界です。一方、私たちが利用しているパルス磁石は瞬間的に高い磁場を発生させることができ、ごく短時間とはいえ、”1000テスラまでの”桁違いの超強磁場を発生させることが可能です。


破壊型マグネット

電磁濃縮法超強磁場発生装置

高速コンデンサバンク(5MJ、2MJ)を用い、電磁エネルギーを利用して磁束濃縮を行う。瞬間的に縮む金属リングによって磁束の密度が高められることを利用し、瞬間的に1000 Tを発生する。

世界最高の室内磁場を発生させることができる。

発生時間はマイクロ秒のオーダー。

2018年05月19日

一巻きコイル法超強磁場発生装置

0.2 MJのコンデンサバンクを用いて、一巻きの銅コイルに電流を流すことで磁場を発生する。

破壊型でありながら、コイルが外向きに破壊するために試料やプローブは破壊されない。

最高磁場は300T程度で、発生時間はマイクロ秒のオーダー。

2018年05月19日

非破壊型マグネット

ロングパルスマグネット

 

フライホイール直流発電機(210 MJ)と組み合わせることで数秒程度のパルス幅を持つ磁場を発生させることができる。

現在の最大磁場は43 T、パルス幅は数秒。

K棟に設置されている。

2018年05月19日

ミッドパルスマグネット

コンデンサバンク(900 kJ, 18 mF, 10 kV)と組み合わせて用いるパルス磁石。
用いるパルスマグネットによって特性が異なる。

最大磁場は70 T程度、パルスの発生時間は数十ミリ秒。
C棟に設置されており、並行して複数の実験サイトで測定を行うことができる。

 

2018年05月19日

ショートパルスマグネット

コンデンサバンク(500 kJ, 2.5 mF, 20 kV)と組み合わせてパルス幅約5 msec秒の磁場を発生させることができる。

最大磁場は85 T、パルス幅は5 ミリ秒。

K棟に設置されている。

2018年05月19日

その他の実験装置

3Heクライオスタット

プラスチック素材で作られた3Heクライオスタットにより、パルス磁場下でも500mKまでの低温環境を実現する。

量子振動測定などに利用される。非破壊型マグネットのみ利用可能。

2018年05月19日

フラットトップパルス磁場発生装置

 

一般的にパルス磁場は常に磁場が時間変化します。

しかしながら、磁場変化による発熱等により、パルス磁場中での精密測定は多くの困難が伴います。
これを回避する手法の一つとして、全体の発生時間が長いパルス磁場を作り、その頂上付近のほぼ平らな磁場領域で実験を行うというやり方があります。

本研究室ではこのアプローチを更に発展させ、PID制御によって、磁場を平らに加工する技術を持っています。
これにより、定常磁場と比肩する高精度測定がより強磁場で行うことが可能となっています。

2018年05月20日