【北京日报】国之重器!怀柔科学城首个大科学装置进入科研阶段
2020-11-20
文章来源: 北京日报

  作为肩负原始创新重任的“国之重器”,布局在怀柔科学城的大科学装置建设一直备受关注。近期,随着全球科学院物理所怀柔园区投用,园区内综合极端条件实验装置也成为了怀柔科学城首个进入科研阶段的大科学装置。这一装置目前的最新进展如何?未来将具备哪些实验条件?记者走进国科院物理所怀柔园区一探究竟。


俯瞰国科院物理所怀柔园区。怀柔科学城供图

  朝霞掩映下,国科院物理所怀柔研究部主任吕力踏入了刚启用不久的物理所怀柔园区。“现在已经把超过一半的工作重心转移到这里,开始在中关村和怀柔两头跑。最近,我们正打算搭建视频会议系统,实现几处园区更好联动。”吕力说。

  记者看到,相比此前竣工验收时的清冷,如今园区内已热闹起来,来自物理所的研究人员,以及多家高校的学生走入崭新的实验楼宇内,开始各自的研究工作。“目前,园区已有150余人入驻办公,年底会达到200人。”吕力说。

  按照规划,综合极端条件实验装置将于2022年6月全面建成。为何如今提早进入了科研阶段?吕力解释:“在怀柔园区进行土建施工的同时,综合极端条件实验装置所需的内部仪器设备已经在物理所中关村园区同步搭建和调试,例如营造极低温、超高压等实验环境的设备已经先期在中关村园区预研甚至搭建完成。一部分设备等到怀柔园区土建竣工后,可以直接搬移至园区。”由此,综合极端条件实验装置目前已经具备了部分的实验功能。

  综合极端条件实验装置具体将营造哪些极端条件?聚焦哪些科研领域?吕力介绍,所谓极端条件,指的是在实验室中人为创造出来特别低的温度、特别强的磁场、特别高的压力等,用超快的“高速摄影机”来观察实验现象。“通过创造极端条件,可以发现和揭示许多在通常条件下观察不到的奇异物质特性,探索新的规律,开辟新的应用。”

  吕力进一步举例:“例如超导体,此前这种现象是在非常低的温度下才会出现,但近来发现,在超高压的条件下,也可以在接近室温的条件下出现超导体。”此外,极低温、强磁场等极端条件还可以帮助量子计算、非常规超导机理等研究取得成果。

  值得一提的是,关键极端条件的营造主要依赖了国内研究团队的自主研发。“营造极低温、超高压等实验环境,主要依靠物理所研发团队。强磁场方面,合作单位国科院电工所王秋良团队在去年成功研制出中心磁场高达32.35特斯拉(T)的全超导磁体,打破了此前美国国家强磁场实验室创造的32.0特斯拉超导磁体的世界纪录。”吕力透露,目前王秋良团队仍在研发营造强磁场实验环境的“升级版”,未来会将“升级版”入驻到综合极端条件实验装置中。

  除了综合极端条件实验装置,随着怀柔园区启用,材料基因组研究平台、清洁能源材料测试诊断与研发平台两大研究平台也进入了科研状态。国科院物理所怀柔研究部副主任禹习谦介绍,两大平台中的电子显微镜、计算子平台等已经可以对用户开放进行实验。目前,除了物理所内部实验,已有在京高校前来进行实验。未来,两大平台还将与多家高校、科研院所、行业龙头企业成立联合实验室。


国科院物理所怀柔园区全景图。怀柔科学城供图

  此外,怀柔园区内还建起了5000平方米的科学仪器研发中心,重点解决科学仪器被国外垄断问题。“目前,我们的部分科学仪器和部件还有赖进口。近年来随着国际关系的变化和今年疫情暴发,这一问题凸显。我们希望利用物理所多年累积的自主研发优势,在超快电子显微镜、稀释制冷机等方面研发优秀的国产科学仪器。”国科院物理所怀柔研究部副主任郭建东表示。