原標題:【記者探訪重大科技基礎設施】“脈衝強磁場裝置”:多項核心技術指標達國際一流水準
“國家對年輕科學家支持很大,也願意把科研交給年輕人,這在國外是體會不到的。”6日,國家脈衝強磁場科學中心教授李靖帶領兩名博士生做實驗,他一邊做實驗一邊對90後的博士們有感而發。
今年33歲的李靖是留學博士,老家湖北宜昌。今年2月回國,進入華中科技大學國家脈衝強磁場科學中心工作。讓他沒想到的是,華中科技大學國家脈衝強磁場科學中心依託優勢學科,資源得到更好整合。“回國工作首先是看好國內物理學科研發展前景,尤其對未來一二十年的發展,我充滿期待。”
裝置的建成使我國脈衝強磁場技術實現了跟跑到並跑領跑
據悉,武漢脈衝強磁場實驗裝置於2008年4月正式開工建設,2013年10月建成,2014年10月通過國家驗收並正式對外開放。強磁場已成為當今開展物理、材料科學、化學、生命科學等領域前沿基礎研究的重要手段。在過去二十年中,發達國家在強磁場條件下的科學研究,已經有了許多新發現和新突破,産生了包括分數量子霍爾效應、磁共振成像、超導等與強磁場有關的諾貝爾獎8項,涵蓋物理、材料、化學、生命等多個前沿領域。
“裝置的建成使我國脈衝強磁場技術實現了跟跑到並跑、領跑的跨越式發展,達到國際領先水準,滿足了我國科學家對強磁場實驗條件日益迫切的需求。”國家脈衝強磁場科學中心辦公室主任程遠介紹,裝置的多項核心技術指標達到國際一流水準,其中脈衝磁場強度達到94.8T,使我國成為繼美國、德國後世界上第三個突破90T大關的國家,磁場強度水準位居世界第三、亞洲第一;建成了包括27.8MJ電容型、100MJ/100MW脈衝發電機型、12.2GJ蓄電池型電源,電容器、發電機型電源規模均位居世界第二位,並擁有特有的蓄電池型電源;建成了電輸運、磁特性、磁光特性、電子自旋共振等5類8個科學實驗測試系統,部分測量精度達到世界領先水準;建成了主控制系統和輔助監控系統,實現多電源、多級磁體和多科學實驗站的協同工作及精確時序控制,位居國際同類裝置的領先水準。“我們用了5年時間走完了別人20年走的路。”
裝置零部件基本自主研發
“目前中心可以提供接近地球磁場190萬倍的磁場強度,接近於絕對零度(-273℃)的極低溫度。”國家脈衝強磁場科學中心主任李亮教授表示,中心主要為前沿科學研究提供極端實驗環境,包括極強的磁場、極高的壓力和極低的溫度等。目前國際上建有脈衝強磁場實驗室30多個,具有代表性的有中、美、德、法四國,其中在脈衝強磁場實驗室五大指標中,華中科技大學國家脈衝強磁場科學中心四項指標位列第一,被國際同行譽為科研産出最高、性價比最高的脈衝強磁場裝置。
作為開放式實驗平臺,短短幾年時間,國家脈衝強磁場科學中心便吸引了來自美國哈佛大學、英國劍橋大學和國內清華、北大等過百家科研機構的學者前來做實驗,每年提供1萬小時的實驗服務,完成實驗項目超過200項。先後發表了包括《自然》《科學》等在內的頂級科學期刊過千篇,尤其在量子相變研究、巨大磁阻現象、狄拉克電子體系等方面重大科研成果不斷涌現。中心對人才的吸引力也如同強大的磁場,先後從國外引進多位高層次人才,他們首先看中的也就是實驗室條件。
“這麼先進的裝置零部件的國産化率達到85%,進口設備只有一些標準測量儀器,佔比不到15%。”李亮教授自信地告訴記者,他們採用了技術優勢彌補了國産材料的性能的不足,達到了國際先進水準。基本上是自主研發,自己動手建造的。
目前,中心正在開展設施主機系統性能參數提升、科學實驗測試系統功能擴展、製備表徵測試平臺完善等三個方面的優化提升,將建成性能參數全面領先、最具國際影響力的脈衝強磁場科技基礎設施,引領國際強磁場技術發展,為解決量子物態與功能材料、生物磁共振、先進電磁製造等領域的重大科學問題和國家重大需求提供極端實驗條件和平臺。(長江日報記者楊佳峰 通訊員高翔)
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