【北京日報】國之重器!懷柔科學城首個大科學裝置進入科研階段
2020-11-20
文章來源: 北京日報

  作爲肩負原始創新重任的“國之重器”,布局在懷柔科學城的大科學裝置建設一直備受關注。近期,隨著中國科學院物理所懷柔園區投用,園區內綜合極端條件實驗裝置也成爲了懷柔科學城首個進入科研階段的大科學裝置。這一裝置目前的最新進展如何?未來將具備哪些實驗條件?記者走進中科院物理所懷柔園區一探究竟。


俯瞰中科院物理所懷柔園區。懷柔科學城供圖

  朝霞掩映下,中科院物理所懷柔研究部主任呂力踏入了剛啓用不久的物理所懷柔園區。“現在已經把超過一半的工作重心轉移到這裏,開始在中關村和懷柔兩頭跑。最近,我們正打算搭建視頻會議系統,實現幾處園區更好聯動。”呂力說。

  記者看到,相比此前竣工驗收時的清冷,如今園區內已熱鬧起來,來自物理所的研究人員,以及多家高校的學生走入嶄新的實驗樓宇內,開始各自的研究工作。“目前,園區已有150余人入駐辦公,年底會達到200人。”呂力說。

  按照規劃,綜合極端條件實驗裝置將于2022年6月全面建成。爲何如今提早進入了科研階段?呂力解釋:“在懷柔園區進行土建施工的同時,綜合極端條件實驗裝置所需的內部儀器設備已經在物理所中關村園區同步搭建和調試,例如營造極低溫、超高壓等實驗環境的設備已經先期在中關村園區預研甚至搭建完成。一部分設備等到懷柔園區土建竣工後,可以直接搬移至園區。”由此,綜合極端條件實驗裝置目前已經具備了部分的實驗功能。

  綜合極端條件實驗裝置具體將營造哪些極端條件?聚焦哪些科研領域?呂力介紹,所謂極端條件,指的是在實驗室中人爲創造出來特別低的溫度、特別強的磁場、特別高的壓力等,用超快的“高速攝影機”來觀察實驗現象。“通過創造極端條件,可以發現和揭示許多在通常條件下觀察不到的奇異物質特性,探索新的規律,開辟新的應用。”

  呂力進一步舉例:“例如超導體,此前這種現象是在非常低的溫度下才會出現,但近來發現,在超高壓的條件下,也可以在接近室溫的條件下出現超導體。”此外,極低溫、強磁場等極端條件還可以幫助量子計算、非常規超導機理等研究取得成果。

  值得一提的是,關鍵極端條件的營造主要依賴了國內研究團隊的自主研發。“營造極低溫、超高壓等實驗環境,主要依靠物理所研發團隊。強磁場方面,合作單位中科院電工所王秋良團隊在去年成功研制出中心磁場高達32.35特斯拉(T)的全超導磁體,打破了此前美國國家強磁場實驗室創造的32.0特斯拉超導磁體的世界紀錄。”呂力透露,目前王秋良團隊仍在研發營造強磁場實驗環境的“升級版”,未來會將“升級版”入駐到綜合極端條件實驗裝置中。

  除了綜合極端條件實驗裝置,隨著懷柔園區啓用,材料基因組研究平台、清潔能源材料測試診斷與研發平台兩大研究平台也進入了科研狀態。中科院物理所懷柔研究部副主任禹習謙介紹,兩大平台中的電子顯微鏡、計算子平台等已經可以對用戶開放進行實驗。目前,除了物理所內部實驗,已有在京高校前來進行實驗。未來,兩大平台還將與多家高校、科研院所、行業龍頭企業成立聯合實驗室。


中科院物理所懷柔園區全景圖。懷柔科學城供圖

  此外,懷柔園區內還建起了5000平方米的科學儀器研發中心,重點解決科學儀器被國外壟斷問題。“目前,我們的部分科學儀器和部件還有賴進口。近年來隨著國際關系的變化和今年疫情暴發,這一問題凸顯。我們希望利用物理所多年累積的自主研發優勢,在超快電子顯微鏡、稀釋制冷機等方面研發優秀的國産科學儀器。”中科院物理所懷柔研究部副主任郭建東表示。