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        刷新世界紀錄的“中國強磁場”

        發布時間:2021年03月18日 09:17 來源:湖北日報
        工作人員在控制中心比對實驗數據。

          文/圖 湖北日報全媒記者 方琳 通訊員 程遠

          3月15日上午,大雨如注,位于華中科技大學的國家脈沖強磁場科學中心,幾名工作人員早已坐在控制中心8塊監控屏前,在電腦上比對實驗數據。

          2020年,該中心克服疫情影響,脈沖強磁場設施累計執行有效機時6262小時,為國內外31家科研機構完成科學實驗101項。

          7年來,這一大科學裝置不僅結束了我國相關研究長期依賴國外設施的歷史,還躍升為世界一流的脈沖強磁場設施,廣受認可。

          創造多項世界紀錄

          強磁場,比地球磁場強度高百萬倍,置身其中的物質會發生什么變化?國家脈沖強磁場科學中心主任李亮打了個形象的比喻,這好比在“放大鏡”下,物質的微觀結構一覽無余,磁場越強,放大倍數越高,清晰度越高,研究越準確。而物質處在強磁場中,內部電子結構也可能發生改變,產生新現象。

          2008年,國家脈沖強磁場科學中心落戶湖北,這是全國首個落地高校的國家大科學工程,也是國內唯一大型脈沖強磁場科研基礎條件平臺。從2009年的75T(T為“特斯拉”,1特斯拉相當于地球磁感應的2萬倍),到2013年的90.6T,該中心磁場強度不斷刷新紀錄。2014年通過國家驗收并對外開放運行,結束了我國相關研究長期依賴國外設施的歷史,2018年更創造了64T脈沖平頂磁場強度世界紀錄,推動我國強磁場技術進入世界前列。

          該中心以一股巨大的“強磁力”,吸引著全球科研機構和專業個人來到這里,在超強磁場、極低溫、超高壓等極端實驗條件進行前沿基礎科學研究。僅今年2月,英國劍橋大學Suchitra E. Sebastian教授團隊、清華大學功能薄膜材料研究團隊先后在國際權威雜志刊發了最新研究成果,而這些成果都是在喻家山下完成的數據采集。

          截至2020年底,該中心脈沖強磁場設施累計開放運行55412小時,已為國內外97家高校和科研院所開展科學研究1258項,在高溫超導、拓撲半金屬、分子磁體、石墨烯等前沿研究領域取得豐碩成果,在高水平期刊發表SCI收錄論文1016篇,有效推動了我國基礎前沿學科的發展。

          無論是科研產出、開放程度和服務研究的課題,與國際同類裝置相比,該中心脈沖強磁場設施都處于領先水平。這里誕生了包括發現第三種規律的新型量子振蕩等在內的一大批原創成果,這一發現也被評價為量子震蕩領域近90年來最重要的發現之一。

          白手起家不斷挑戰極限

          國家脈沖強磁場科學中心建設的首倡者、中國工程院院士潘垣說,上世紀80年代,歐美發達國家紛紛建設磁場強度更高的脈沖強磁場,而我國在這方面基本是空白。建設國家大科學工程意在聚合力量,在科學技術前沿取得重大突破、解決經濟社會發展和國家安全中的戰略性、基礎性和前瞻性科技問題。

          高校建大科學工程,無模式可借鑒;科研資金有限,導體材料落后,一切都很艱難!昂诵牟牧虾筒考粊、買不來、討不來!痹诤荛L一段時間內,被華科大原校長李培根“三顧茅廬”請到武漢的李亮教授,與同事們忍受枯燥與寂寞,在實驗室里日夜克難攻關。參與強磁場中心建設的科學家們,放棄了自己做科研出成果的機會,一門心思撲在強磁場裝置的建設上。憑借團隊自力更生、艱苦奮斗的精神,他們摸索出高校建設和運行大科學工程的創新模式,開創全國先河。最讓他們驕傲的是,強磁場中心關鍵核心材料、部件全都通過自主研發實現了國產化。2019年,這些第一撥“吃蟹人”捧回國家科技進步獎一等獎。

          優化提升邁向更高水平

          作為多學科領域科學研究“國之重器”,國家脈沖強磁場科學中心勇擔重任,為增強我省乃至全國的原始創新能力,實現重點領域跨越,保障科技長遠發展,建設創新強省,步履不停。

          “接下來,科學中心要在‘電磁制造’等行業應用上深度擴展,進一步發揮作用!崩盍琳f,將脈沖強磁場技術應用到材料成形加工領域,可在毫秒時間內將板管類零件直接成形,具有高速率、非接觸、柔性環保等特點,為不同材質金屬的常溫焊接、大型輕質合金板件的整體成形等技術領域帶來顛覆性的改變,從而實現高端制造。此外,脈沖強磁場技術在風力發電、磁共振成像等新能源、生物醫學產業也有獨特的優勢,應用前景凸顯。

          “立足國家需求,助力行業發展,滿足用戶需要,裝置正在進行優化提升!崩盍两榻B,中心歷時十年完成的國家科技部項目已經結題,亟待將相關研究成果推向應用,實現突破。

        (編輯:裴春梅)
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