科技日?qǐng)?bào)記者 閆耀民?華凌?李詔宇
2月6日，北京懷柔雁棲湖畔。
日出東方，當(dāng)清晨第一縷陽光照入懷柔科學(xué)城的綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)樓時(shí)，一位身著藍(lán)色薄羽絨服的科研人員已在實(shí)驗(yàn)站開始忙碌。中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員、綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置亞毫開實(shí)驗(yàn)站負(fù)責(zé)人劉廣同正在觀察各種裝置設(shè)備的數(shù)據(jù)變化，并對(duì)儀器進(jìn)行相應(yīng)調(diào)試。
在新春來臨之際，記者走進(jìn)懷柔科學(xué)城，一探科研人員與科研“利器”大科學(xué)裝置的日夜“糾纏”。
要發(fā)現(xiàn)更多的可能
來自北京量子信息科學(xué)研究院的研究人員林飛走進(jìn)實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)的亞毫開實(shí)驗(yàn)站，開始對(duì)科研樣本進(jìn)行輸運(yùn)性質(zhì)表征的觀測(cè)研究。此類樣本的研究具有重要的科學(xué)意義。2013年薛其坤院士領(lǐng)銜的清華大學(xué)—物理所科研團(tuán)隊(duì)就曾經(jīng)在類似樣本中首次觀測(cè)到了量子反常霍爾效應(yīng)，被楊振寧先生稱為諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的成果。
與此同時(shí)，在亞毫開實(shí)驗(yàn)站內(nèi)，多項(xiàng)凝聚態(tài)物理方面的重要實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行之中。
“今天數(shù)據(jù)有什么異常嗎？”劉廣同上前詢問。
這就是劉廣同及其團(tuán)隊(duì)的日常——不僅需要維護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置，負(fù)責(zé)指導(dǎo)來檢測(cè)樣本的科研人員如何使用裝置，有時(shí)還按需幫其制訂實(shí)驗(yàn)方案，甚至直接參與實(shí)驗(yàn)過程。實(shí)驗(yàn)站先后迎來清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)等多所高校院所的科研人員，為他們?cè)谖锢韺W(xué)、材料科學(xué)等多學(xué)科的實(shí)驗(yàn)研究創(chuàng)造條件。
記者觀察到，實(shí)驗(yàn)室核心區(qū)域地面上分布著6個(gè)深坑。據(jù)介紹，這是科研人員為了獲取極低溫而精心設(shè)計(jì)的，它的主要目的是給低溫設(shè)備減振。
極低溫下，蘊(yùn)藏著豐富的物理現(xiàn)象。在物理學(xué)領(lǐng)域，不少諾貝爾獎(jiǎng)成果正是借助極端實(shí)驗(yàn)條件取得的。劉廣同表示：“我們要?jiǎng)?chuàng)造條件，要發(fā)現(xiàn)更多的可能。我們自主研發(fā)的一系列實(shí)驗(yàn)設(shè)備，不僅可以人為達(dá)到極低溫，還可以創(chuàng)造強(qiáng)磁場(chǎng)、超高壓和超快光場(chǎng)等極端條件，旨在發(fā)現(xiàn)奇異物性。而且，它們還可以將不同的極端條件‘綜合’起來，提供探索未知世界的新維度。”
要不斷突破上一次
兩條長(zhǎng)長(zhǎng)的銀色管狀儀器裝置“躺”在低溫強(qiáng)磁場(chǎng)電子波譜學(xué)實(shí)驗(yàn)站的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，頗為引人注意。
這就是劉廣同和團(tuán)隊(duì)成員自主研發(fā)的極低溫氦3制冷機(jī)。該設(shè)備是綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置量子調(diào)控系統(tǒng)的核心低溫設(shè)備之一。
我國(guó)的此類設(shè)備在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)主要依賴進(jìn)口。2021年開始，劉廣同和團(tuán)隊(duì)成員從原材料的設(shè)計(jì)和采購(gòu)開始，用特種薄壁不銹鋼、高純無氧銅等原材料加工成零件，再經(jīng)120多道精密焊口焊接而成，最終打破了之前我國(guó)此類極低溫科研儀器設(shè)備市場(chǎng)被國(guó)外壟斷的局面，實(shí)現(xiàn)了“從無到有”。
在劉廣同看來，裝置的研發(fā)，為物理、材料等學(xué)科提供了極端特殊的稀有實(shí)驗(yàn)條件，利用這樣的條件開展科學(xué)研究能夠極大地促進(jìn)我國(guó)基礎(chǔ)研究水平的提高。
“時(shí)間是擠出來的”。劉廣同幾乎把全年的節(jié)假日都交付實(shí)驗(yàn)室，春節(jié)假期也不例外。他常說，“搞科研，尤其是基礎(chǔ)研究，要有永不磨滅的好奇心、永不認(rèn)輸?shù)捻g勁和勇于探索的精神。所以，我從未覺得辛苦，反倒覺得很有樂趣。”
“目前，實(shí)驗(yàn)站中的實(shí)驗(yàn)裝置，在最低溫度、最高壓力等指標(biāo)上，已處于世界先進(jìn)水平。”劉廣同說，“我們就是要?jiǎng)?chuàng)造更加極端的條件，不斷突破上一次。”
