“磁場強度每提升1特斯拉,都好比在攀登珠穆朗瑪峰,責(zé)任感和使命感是我們不斷前行的動力來源。”這是中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強磁場科學(xué)中心研究員、水冷磁體負責(zé)人房震常激勵年輕同事的話語。

36歲的房震還有另一個身份——中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置高場磁體技術(shù)青年創(chuàng)新先鋒隊隊長。每天早上8點前,他和團隊成員準(zhǔn)時來到實驗室,研究更高性能的磁體結(jié)構(gòu),和體型類似巨型圓罐的大科學(xué)裝置打交道,或是坐在一排排電腦前監(jiān)控磁體運行的各項參數(shù)。

據(jù)了解,磁場是調(diào)控物質(zhì)量子態(tài)的重要參量,在發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、揭示新規(guī)律、催生新技術(shù)等方面具有不可替代的作用。磁場越強,科學(xué)發(fā)現(xiàn)的機遇就越多,攻關(guān)難度也相應(yīng)越大。

房震介紹,強磁場是現(xiàn)代科學(xué)實驗最重要的極端條件之一,世界科技強國也一直重視強磁場實驗室的建設(shè)。對于強磁場的作用,房震比喻道:“就好比手機信號需要基站覆蓋作為基礎(chǔ),材料物理、化學(xué)合成、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的尖端實驗,都需要特定強度的穩(wěn)態(tài)磁場作為‘實驗底座’。”

穩(wěn)態(tài)強磁場磁體分為3種類型:水冷磁體、超導(dǎo)磁體以及由兩者組合的混合磁體。其中,水冷磁體是科學(xué)家最早使用的磁體類型。“我國的穩(wěn)態(tài)強磁場事業(yè)起步較晚,年輕科研人員繼承了老一輩科學(xué)家努力奮斗、自立自強的精神,從做足基礎(chǔ)研究、不斷革新理念做起,堅定信心埋頭苦干。”房震說。

高場磁體技術(shù)青年創(chuàng)新先鋒隊由33人組成,35周歲以下青年共21人,是承擔(dān)穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置高場磁體研制任務(wù)的攻關(guān)團隊,致力于提升高場磁體性能,在近6年的實驗里經(jīng)歷過多次大大小小的失敗。

近3年來,團隊所研制的混合磁體產(chǎn)生了45.22特斯拉的穩(wěn)態(tài)磁場,水冷磁體產(chǎn)生了42.02特斯拉的穩(wěn)態(tài)磁場,兩度刷新同類型磁體世界紀錄,達到國際領(lǐng)先水平。

事實上,向“最高磁場”紀錄發(fā)起沖擊的道路,充滿坎坷與挑戰(zhàn)。2017年,在科研團隊的接力努力下,磁場強度由40特斯拉提高到了42.9特斯拉,2019年,這一數(shù)字被提升到了43.9,距離由美國國家強磁場實驗室保持的世界紀錄(45特斯拉)僅一步之遙。

強磁場科學(xué)中心高級工程師、水冷系統(tǒng)負責(zé)人唐佳麗對2021年的一次實驗記憶猶新。當(dāng)時,團隊進行混合磁體沖擊45特斯拉磁場強度的嘗試,所有人都期待打破世界紀錄,可一些數(shù)據(jù)卻停滯不前,但團隊成員并沒有被失敗擊倒。唐佳麗認為,科研道路上,失敗是常態(tài),只有踩在失敗的肩膀上,不斷吸取經(jīng)驗和教訓(xùn),才能取得成功。

詳細分析失敗原因、徹底革新高場線圈技術(shù)、優(yōu)化工作流程……大家不斷進行復(fù)盤、記錄,防止漏掉任何一個細節(jié)。房震形容:“團隊每位成員都對自己要求極高,憑借沖勁和韌勁,擰成一股繩,有一股‘死磕到底’的勁兒。”他們不僅在設(shè)計方案上精益求精,還精通導(dǎo)體加工、線圈裝配、性能測試、磁體調(diào)試等磁體制造全流程環(huán)節(jié)。

功夫不負有心人,2022年8月12日,團隊自主研制的混合磁體在26.9兆瓦的功率下產(chǎn)生了45.22特斯拉的全球最高穩(wěn)態(tài)磁場,成為我國科學(xué)實驗極端條件建設(shè)乃至世界強磁場技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。

唐佳麗介紹,團隊青年科研人員創(chuàng)新了磁體結(jié)構(gòu)、優(yōu)化了制造工藝、升級了磁體技術(shù)裝備系統(tǒng),挺過多次大大小小的打擊,進行10多項技術(shù)創(chuàng)新。

房震記得,一次實驗前夕,磁體內(nèi)一個不起眼的密封圈發(fā)生滲漏,團隊成員連夜檢修,拿著工具在磁體內(nèi)爬上爬下,完成拆卸、檢測、加工、安裝,一直忙到凌晨。修復(fù)后,一群年輕人擠在磁體前合影留念。

2024年9月22日,團隊自主研制的水冷磁體,成功產(chǎn)生42.02特斯拉的穩(wěn)態(tài)磁場,打破了同類型磁體產(chǎn)生磁場強度的世界紀錄,創(chuàng)造了強磁技術(shù)發(fā)展的“中國速度”。

談到團隊名稱中的“先鋒隊”3個字,房震說:“先鋒寓意著‘開路’,代表著攻堅克難、追求卓越,這激勵年輕科研人員不要懈怠,要勇闖無人區(qū),懷抱改變世界的勇氣,這也是科學(xué)家精神的應(yīng)有之義。”

目前,團隊匯聚了一批多學(xué)科跨部門的科研攻關(guān)人才,穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置已為國內(nèi)外200多家單位提供了實驗條件,支撐用戶在物理、化學(xué)、材料、生命健康、工程技術(shù)等領(lǐng)域開展前沿研究。

“追求極限強磁場極端條件是一條永無止境的路,下一個新的高峰正等著團隊去攀登和挑戰(zhàn)。”房震表示,未來,團隊將始終面向國家重大需求,牢記責(zé)任擔(dān)當(dāng),為下一代混合磁體研制做好技術(shù)儲備。“希望未來5到8年,我們將穩(wěn)態(tài)強磁場的世界紀錄推高到55特斯拉,為搶占極端條件領(lǐng)域科技制高點作出更大貢獻。”

中青報·中青網(wǎng)記者 王海涵 王磊來源:中國青年報

編輯:鮑玉嬋
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