不明覺厲！中國的這項裝置國際首創，全世界科學家都在羨慕

「強磁場」這個名詞可能對很多聽眾來說覺得過於專業和陌生，但是如果我提到「核磁共振、磁懸浮列車」，您一定就覺得熟悉了吧？它們都用到了強磁技術，所以說，強磁場就在我們身邊。

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與極低溫、超高壓一樣，強磁場已經成為科技界公認的探索科學寶藏的國之重器。在化學材料合成、特殊材料生長、生物技術、醫藥健康等領域它都發揮了關鍵作用，孕育了新的發明。而在國際上，自1913年以來已有19項與磁場相關成果獲得諾貝爾獎。

經過多年自主創新，日前，國家重大科技基礎設施「穩態強磁場實驗裝置」通過驗收，一舉打破了國際技術壁壘，成功克服關鍵材料國際限制、關鍵技術國內空白等重大難題，使我國成為國際五大穩態強磁場之一。

9月27日，工作人員在查看混合磁體裝置現場。新華社記者 劉軍喜 攝

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因為缺乏相應的強磁場條件，我國屢次錯失在物質科學等諸多領域開展前沿探索的機遇。從2008年開始，國家正式啟動穩態強磁場實驗裝置建設。從「零基礎」起步，為解決磁體、材料、結構、冷卻等世界難題，研發團隊度過了一個個不眠之夜。僅僅一個低溫閥箱的設計就歷時5年，繪製圖紙約1200張。王英儉說，經過9年的艱苦奮鬥、自主創新，我國取得了穩態強磁場設計和製造關鍵技術重大突破、打破了國際技術壁壘，使我國穩態強磁場科學研究條件躍升至世界一流水平。

中科院合肥物質科學研究院黨委書記王英儉：成功研製了創造世界紀錄的系列水冷磁體，建成了40T穩態混合磁體，成功研製了國際唯一的水冷磁體掃描隧道顯微系統，國際獨創的組合成像顯微系統，實現了強磁場實驗條件在國際上從跟跑到領跑的跨越。

「穩態強磁場實驗裝置」建設過程中，還創新採取「邊建設邊運行」模式，取得令人矚目的成果。從2010年試運行至2017年8月，裝置已經為106家用戶單位1600多項課題提供了實驗條件，有力支撐了強磁場下前沿研究，產出了一大批具有國際影響力的科研成果，極大地帶動了我國物理、材料、化學、生命科學等諸多學科在強磁場等綜合極端條件下的前沿探索。

工作人員在查看混合磁體裝置現場

強磁場中心主任孫玉平：我們這個大裝置是由系列的10台高場磁體和系列外圍測量系統構成的，表明每台磁體都可以獨立運行，這是我們的特點，我們磁體並不是同時建成的，建好一台就運行一台，這樣能使國家的投資儘早收益，不造成資源閑置和浪費。

而就在昨天（28日），另一個國家重大科技基礎設施項目在北京懷柔動工。由中國科學院物理研究所等建設的綜合極端條件實驗裝置正式啟動建設，計劃通過5年左右時間，建成國際上首個集極低溫、超高壓、強磁場和超快光場等極端條件為一體的用戶裝置。

「綜合極端條件實驗裝置」園區效果圖 中國科學院物理所供圖

通過使物理實驗條件到達極端狀態，可以形成許多在常規物理條件下不能得到的新物質和新物態，發現科學新現象，從而大大拓展我們認識自然、改造自然、造福人類的能力。

項目首席科學家、低溫物理學家、中科院物理所研究員呂力說，達到這樣的實驗條件，一直是全世界物理學家的追求：按照現代物理學的觀點，我們宇宙起源於是大爆炸，那麼在大爆炸的這個瞬間呢是一個非常高能量的高壓的這樣一個狀態，是非常極端的一個條件，為了研究那個過程，我們現在地球上建了很多巨型的加速器，對撞機，但是我們能夠實現的能量，應該說比起宇宙大爆炸最初的程度來講，還是（不夠），我們只能一直是不斷朝那方向去努力。

綜合極端條件實驗裝置是指綜合集成低溫、高壓、強磁場、超快光場等一系列配套的集群設備所構成的大型科學實驗設施。將這些極端條件彙集在一起，到底有什麼不一樣的地方？呂力告訴記者，這給研究者提供了探索未知世界的新的維度。

項目首席科學家、低溫物理學家、中科院物理所研究員呂力：很多重要的現象，它是必須在綜合的極端條件下才能出現。如果說你只能在二維空間走，你就不如在三維空間來的廣闊，很多現象就沒有辦法去探測、去設計，所以綜合極端條件，像這個溫度、磁場、壓力等等都是不同的維度，我們如果再把時間維度綜合進去，這樣的話能夠出現很多非常有意思的現象。

近年來，利用極端實驗條件取得創新突破已成為科學研究發展的一種重要範式，取得了許多具有深遠影響的科學突破，其中不少工作獲得了諾貝爾獎，也有大量創新性的研究成果得到重要的實際應用。

呂力說，綜合極端條件實驗裝置的出現，極大提升我國在物質科學及相關領域的基礎研究與應用基礎研究綜合實力。

項目首席科學家、低溫物理學家、中科院物理所研究員呂力：從石器時代開始，人類文明的進步就一直是依賴於工具的運用和技術的進步，如果把綜合極端條件的科學探索過程比喻成一個探礦尋寶的過程，有了這個綜合極端條件，我們就可以看得比別人更遠，挖的比別人更深，收穫比別人更多。

工欲善其事，必先利其器，探索極限，超越極限不僅是中國科學家的夢想，也是全世界科學家孜孜以求的最核心的科學目標。

中科院副院長王恩哥：這麼多綜合性的條件放在一起，這個大概真正是一次首創，也就是實現了我們在大裝置這種研製的過程中，從跟蹤並行到領跑。但是這個路還很長，我相信科學家這個智慧將來會做得更好。

屆時可以尋找室溫超導體，《阿凡達》中的懸浮場景也可能不再是「神話」

中科院物理所所長方忠表示，這一裝置的建設將促進凝聚態物理、材料科學、化學、地質、能源科學及信息科學等不同學科之間的相互滲透、交叉融合，成為我國相關領域尖端實驗設備和技術研發的基地。

中科院物理所所長方忠：這一重大裝置的建設將大幅提升我國綜合極端條件科學和技術研究及尖端實驗設備的研製運行能力，提升我國在物質科學及相關領域基礎研究、高技術研究的綜合水平，使我國在該領域的綜合實力步入世界一流水平，促進我國從科技大國走向科技強國。

記者：潘毅、劉軍、王宇

來源：中國之聲《新聞縱橫》

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