2017年9月28日,由中國科學(xué)院物理研究所等承擔(dān)的綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置在北京市懷柔科學(xué)城正式啟動(dòng)建設(shè),這是懷柔科學(xué)城第一個(gè)開工的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。該工程擬通過5年左右時(shí)間,建成國際上首個(gè)集極低溫、超高壓、強(qiáng)磁場(chǎng)和超快光場(chǎng)等極端條件為一體的用戶裝置,極大提升我國在物質(zhì)科學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用基礎(chǔ)研究綜合實(shí)力。?
我們知道,任何物質(zhì)都是在一定的物理?xiàng)l件下形成的,通過使物理實(shí)驗(yàn)條件到達(dá)極端狀態(tài),可以形成許多在常規(guī)物理?xiàng)l件下不能得到的新物質(zhì)和新物態(tài),發(fā)現(xiàn)科學(xué)新現(xiàn)象,從而大大拓展我們認(rèn)識(shí)自然、改造自然、造福人類的能力。?
近年來,利用極端實(shí)驗(yàn)條件取得創(chuàng)新突破已成為科學(xué)研究發(fā)展的一種重要范式,取得了許多具有深遠(yuǎn)影響的科學(xué)突破,其中不少工作獲得了諾貝爾獎(jiǎng),也有大量創(chuàng)新性的研究成果得到重要的實(shí)際應(yīng)用。許多著名的研究機(jī)構(gòu),如美國佛羅里達(dá)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室、勞倫斯利弗莫爾和洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室、德國馬普量子光學(xué)研究所及核物理研究所、法國格勒諾布爾的尼爾研究所和歐洲強(qiáng)磁場(chǎng)中心、日本東京大學(xué)固體所極端條件實(shí)驗(yàn)室等都擁有先進(jìn)的極端條件實(shí)驗(yàn)設(shè)施??梢哉f,極端條件實(shí)驗(yàn)手段的整體水平直接影響著一個(gè)國家在相關(guān)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,乃至與國民經(jīng)濟(jì)、國防工業(yè)息息相關(guān)的核心領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力。?
綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置由極端實(shí)驗(yàn)條件產(chǎn)生系統(tǒng)、極端條件下的樣品表征和測(cè)量系統(tǒng),以及能滿足上述各系統(tǒng)研制、升級(jí)、維護(hù)與運(yùn)行的支撐系統(tǒng)等部分組成。?
建設(shè)單位中科院物理所參與共建中國散裂中子源、主持上海光源“高分辨率寬能段光電子實(shí)驗(yàn)站”和中國先進(jìn)研究堆中子散射三軸譜儀等大科學(xué)裝置項(xiàng)目及多項(xiàng)國家重大科研裝備項(xiàng)目,積累了豐富的大科學(xué)裝置建設(shè)管理的成功經(jīng)驗(yàn)。中科院物理所與共建單位吉林大學(xué)及主要合作單位在極低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)、超高壓及超快光場(chǎng)等方面具有國內(nèi)一流的研究基礎(chǔ)和技術(shù)條件,以及各極端條件系統(tǒng)單獨(dú)建設(shè)與綜合集成的經(jīng)驗(yàn),是國際上少數(shù)能夠同時(shí)集中這些條件開展研究而且掌握關(guān)鍵技術(shù)的團(tuán)隊(duì),形成了達(dá)到國際領(lǐng)先水平的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。?
中科院物理所方忠所長(zhǎng)認(rèn)為,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(xué)家的夢(mèng)想,也是全世界科學(xué)家孜孜以求的最核心的科學(xué)目標(biāo)。極端條件實(shí)驗(yàn)手段的整體水平直接影響著我國在若干核心領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。項(xiàng)目建設(shè)將大幅提升我國綜合極端條件科學(xué)與技術(shù)研究及尖端實(shí)驗(yàn)設(shè)備的研制、運(yùn)行能力,科研人員可以開展非常規(guī)超導(dǎo)、拓?fù)湮飸B(tài)、新型量子材料與器件等方面的研究工作,并可在物理、材料、化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域開展超快科學(xué)研究,探索極端時(shí)空尺度上的物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息和動(dòng)力學(xué)信息。提升我國在相關(guān)基礎(chǔ)研究、高技術(shù)研究領(lǐng)域的綜合水平,使我國在該領(lǐng)域的綜合實(shí)力步入世界一流水平,促進(jìn)我國從科技大國走向科技強(qiáng)國。?
綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置還把人才培養(yǎng)做為其重要使命之一。通過設(shè)立流動(dòng)崗位和開放基金、聘任兼職人員等開放管理模式,裝置將廣泛吸引國內(nèi)外頂尖人才和杰出團(tuán)隊(duì)開展研究,最大限度發(fā)揮裝置的技術(shù)條件優(yōu)勢(shì),建設(shè)成為我國相關(guān)領(lǐng)域人才培養(yǎng)基地,以及重要的科普教育基地。?
中科院物理所黨委書記文亞說:“物理所參與共建中國散裂中子源,主持過上海光源和中國先進(jìn)研究堆上的譜儀建設(shè)項(xiàng)目,承擔(dān)過多項(xiàng)國家重大科研裝備項(xiàng)目,積累了較豐富的建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)。這個(gè)設(shè)施在懷柔之所以能夠推進(jìn)得這么快,是國家發(fā)改委、中國科學(xué)院和北京市等部門支持,并一起攻關(guān)努力的結(jié)果。國家需求非常迫切,科學(xué)家們和各界同仁都希望能夠早日建設(shè)好,并早日出好的研究成果。物理所希望建設(shè)好綜合極端條件這個(gè)用戶設(shè)施,并且讓相關(guān)實(shí)驗(yàn)條件保持獨(dú)特優(yōu)勢(shì),讓國內(nèi)外頂尖科學(xué)家到這個(gè)平臺(tái)上開展研究。這就好比筑科技巢,希望引來更多科學(xué)家金鳳凰,這樣聚集才能出好成果?!?
“打個(gè)比方來說,如果把綜合極端條件科學(xué)探索的過程比喻成探礦尋寶的過程,有了這個(gè)綜合極端條件,我們就可以看得比別人更遠(yuǎn),挖得比別人更深,那么收獲也比別人更多?!表?xiàng)目首席科學(xué)家、中科院物理所研究員呂力透露,該裝置建成后,將向國內(nèi)外用戶全面開放,將遵循以“開放、共享、流動(dòng)、合作”的運(yùn)行管理機(jī)制,嚴(yán)格保證全面對(duì)外開放機(jī)時(shí)。?
項(xiàng)目首席科學(xué)家、中科院物理所研究員丁洪說:“利用綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置,科研人員可以開展非常規(guī)超導(dǎo)、拓?fù)湮飸B(tài)、新型量子材料與器件等方面的研究工作,并可在物理、材料、化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域開展超快科學(xué)研究,探索極端時(shí)空尺度上的物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息和動(dòng)力學(xué)信息?!?
北京市發(fā)改委副主任王英建介紹說,北京將給予項(xiàng)目建設(shè)需要的支持政策,保障項(xiàng)目順利實(shí)施,推動(dòng)形成重大科學(xué)設(shè)施集群。“懷柔未來將是國內(nèi)重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施最集中的區(qū)域,目標(biāo)是2030年至2050年建成國家科技創(chuàng)新高地,以大科學(xué)裝置集群為旗幟,聚集科創(chuàng)資源,吸引企業(yè)入駐,加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化?!?
懷柔區(qū)委書記常衛(wèi)指出:“以大科學(xué)裝置集群和前沿交叉研究平臺(tái)區(qū)域?yàn)楹诵?,懷柔科學(xué)城將按照‘一核四區(qū)’進(jìn)行空間功能布局,重在面向世界科技前沿和國家重大需求,擴(kuò)大重大科技基礎(chǔ)設(shè)施集群規(guī)模,滿足更加全面的基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究需求?!?
中科院副院長(zhǎng)王恩哥表示:“未來,希望綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置能夠建設(shè)成為世界領(lǐng)先的用戶裝置,與相關(guān)交叉平臺(tái)一起構(gòu)成具有全球影響力的凝聚態(tài)物質(zhì)科學(xué)研究中心。努力探索世界科學(xué)前沿,實(shí)現(xiàn)技術(shù)引領(lǐng)性突破,為把我國早日建成創(chuàng)新型國家做出應(yīng)有的重要貢獻(xiàn)?!?
綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置工程是由國家發(fā)改委審批,中國科學(xué)院、教育部共同申請(qǐng)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目,得到了北京市和懷柔區(qū)的鼎力支持。
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