強磁場の価値は多岐に渡りますが、特に「磁場にしか引き起こせない現象」に対する研究では非常に重要となってきます。その一例として量子振動現象があります。低温・強磁場中では電子状態の量子化によって物理量の磁場依存性に振動が現れ、電気輸送の場合はShubnikov-de Haas (SdH)効果、磁化の場合はDe Haas–Van Alphen (dHvA)効果と呼ばれます。量子振動自体が興味深い量子現象であると共に、量子振動を解析すると電子状態に関する重要な情報が得られます。量子振動の観測・正確な解析には強磁場が不可欠であるため、パルス磁石の強みを発揮できます。

Phys. Rev. B 107, 104421 (2023).

Phys. Rev. B 103, L220501 (2021).

Phys. Rev. Lett. 125, 177002 (2020).

量子物性は多岐に渡りますが、ゼロ磁場中では不安定なせいで磁場中でしか現れない物性というものがあります。例えば、1964年にFulde と Ferrell、Larkin と Ovchinnikovによって理論的に予想されたFFLO状態は磁場中のみで現れる特殊な超伝導状態として知られています。通常の超伝導状態は磁場中で抑制されますが、FFLO状態は磁場中でも比較的安定であるため、強磁場中ではFFLO状態が現れることがあります。しかし、FFLO状態が現れる条件はいくつかあるため実験的検証が難しいという問題点がありました。近年は、強磁場中の測定技術の発展によってFFLO状態の理解も深まってきました。FFLO状態以外にもスピンパイエルス相のソリトン格子状態やウラン系化合物の磁場誘起超伝導相など、強磁場がトリガーとなる量子物性はたくさんあり、パルス強磁場を用いることで新しい強磁場物性探索を行うことができます。

Phys. Rev. Lett. 132, 096601 (2024).

Nature Commun. 13, 5590 (2022).

J. Phys. Soc. Jpn. 88, 083705 (2019).