新闻通讯员 王潇潇 程远
从“西电东送”的零损耗输电，到肿瘤的亚毫米级核磁诊断，这些关乎国家能源安全与人民健康的重大应用，都高度依赖高温超导技术的突破。而脉冲强磁场大科学装置正是解锁新型高温超导奥秘的“金钥匙”。 近日，香港城市大学李丹枫副教授联合南方科技大学薛其坤院士团队陈卓昱副教授在镍基超导体系中首次发现“磁场诱导的重入超导态”，为破解磁性与超导共存、设计极端条件下新型量子材料提供了全新路径。该成果于4月23日在线发表于《自然》。支撑这一世界级突破的关键实验条件——60特斯拉极端强磁场与全角度电输运测量技术，由华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心提供。
极端条件催生“奇异量子相”
超导与磁性，传统上被视为“水火不容”的两种量子态。然而，上述工作在与铜基高温超导结构相近的无限层镍氧化物中，首次发现磁场可以诱导出一种奇异的“重入超导相”——超导态在低磁场下被抑制消失，随着磁场强度升高反而重新出现，并能稳定维持在45T以上。
更令人惊奇的是，与传统重入超导仅在极窄角度范围（约2°—10°）出现不同，该体系展现出独特的“全角度鲁棒性”：在0°到90°的完整范围内均能稳定存在，远超有机超导体和重费米子超导体，呈现出独特的三维超导特征。
这一发现意味着，经典的“磁场抵消机制”已不足以解释其物理本质，磁关联诱导的“非常规配对”可能在其中扮演了关键角色——这为超导物理研究提供了全新维度，也为未来研制高效、低损耗的超导电力装备、破解能源远距离输送难题奠定了重要科学基础。
脉冲强磁场：国内唯一、不可替代
观测这一现象，对实验条件提出了极高要求：需要磁场达到60T以上，且需在全角度范围内精准测量电输运性质。
“这一条件当前仅能通过脉冲强磁场设施实现。”华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心主任李亮教授介绍，该中心建有我国唯一、亚洲最大的脉冲强磁场设施，可实现50—94.88T的脉冲强磁场，为此次研究提供了国内独一无二的超强磁场实验条件。
更重要的是，该中心李亮、王俊峰教授团队不仅提供了稳定的60T超强磁场，更通过自主研发的全角度转角电输运测量技术，精准捕获了这一新奇量子现象，覆盖了0°—90°完整角度范围和完整掺杂区间。
从“受制于人”到“授之予人”
此次成果并非孤例。自2013年建成投入使用以来，华中科技大学脉冲强磁场设施已支撑我国科学家取得了一系列重要科学发现——
北京大学谢心澄院士团队借助60T强磁场条件，发现了第三种规律量子振荡，是该领域最重要的发现之一；清华大学王亚愚教授团队利用微纳器件输运测量技术，首次在61T超强磁场下研究了陈绝缘体的演化规律；中国科学院物理研究所金魁研究员团队利用50T强磁场成功压制FeSe薄膜的超导行为，首次获得了奇异金属态的实验证据……
据统计，该设施已累计开放运行超过10万小时，为国内外142家科研机构开展科学实验2000多项，发表SCI论文2100余篇，包括8篇《自然》《科学》正刊及83篇子刊等高水平论文。
这些数字背后，是国家脉冲强磁场科学中心建设与运行团队十余年如一日的坚守。在团队负责人李亮教授带领下，团队始终坚持自主创新、自立自强，攻克了超强磁场产生与调控、极端电磁环境下精密测量等世界级难题，掌握了核心部件的完全自主知识产权，不仅打破了国际封锁，更以世界领先的脉冲磁场参数与实验精度，成为全球强磁场研究版图中不可或缺的“中国力量”，实现了我国强磁场实验条件从“受制于人”到“授之予人”的历史性跨越。
“国之重器”的战略支撑
就在不久前，十位两院院士与近百位权威专家首次齐聚武汉召开了首届全国强磁场学术会议，共商“强磁场”大计，标志着我国重大科技基础设施建设迎来新的里程碑。作为国家重大科技基础设施，华中科技大学脉冲强磁场设施不仅是物理学科的“单兵冠军”，更是多学科交叉研究的“超级平台”。
面向未来，中心将聚焦国家重大战略需求，持续提升脉冲强磁场设施的磁场强度和测量精度，进一步强化在极端条件下探索新奇量子现象的能力，以“国之重器”的担当，吸引更多全球顶尖科学家汇集武汉实现高水平科技的“登峰造极”，为我国在基础研究和原始创新领域持续领跑贡献强磁场力量。
