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强磁场是现代科学实验最重要的极端条件之一,对提升我国前沿基础科学研究、推动关键技术变革意义重大。作为世界五大强磁场科学中心之一,合肥物质科学研究院强磁场科学中心在青年创新突击队为主力军的攻坚克难下,于2024年9月22日,在自主研制的水冷磁体上,产生42.02特斯拉的稳态磁场,打破2017年由美国国家强磁场实验室水冷磁体产生的41.4特斯拉的世界纪录,实现了从一无所有到领跑世界的升级“蜕变”。
锚定国家战略任务 创造中国磁场速度
自2008年起,强磁场科学中心科研团队便承载着“十一五”国家重大科技基础设施的建设重任,开始了稳态强磁场实验装置的研制之路。这不仅仅是一个科研项目的启动,更是国家科技战略的重要布局。短短十余年,合肥物质科学研究院强磁场科学中心已经成为全世界第五个拥有完整的一系列稳态高场磁体装置的地方,包括四台超导磁体、六台水冷磁体和一台混合磁体。
2024年9月,一个令人振奋的消息传来:由高场磁体技术青年创新突击队为主力,自主研制的第六台水冷磁体,成功产生42.02特斯拉的稳态磁场,这也是稳态强磁场实验装置继2022年混合磁体成功创造45.22特斯拉的世界稳态磁场纪录之后,取得的又一项重大技术突破。
聚焦核心关键技术 抢占极端条件制高点
磁场越强,科学发现的机遇就越多。几十年来,全球科学家在稳态强磁场条件下的科学研究取得了许多重大科研成果,自1913年以来先后有十多项强磁场相关研究成果获得诺贝尔奖。此次高场水冷磁体取得的技术突破,为凝聚态物理、材料科学等领域提供了强大稳定的实验条件,将更好地满足科研用户对快捷调控物性的实际需求,为下一代稳态强磁场大科学装置的建设奠定了关键技术基础。
大科学装置的建设运行同时也是一项极其考验团队协作能力的工作,这支平均年龄不足35岁的团队,凭借自立自强的冲劲和韧劲,在三年间两次刷新世界纪录,在抢占极端条件制高点的领域中牢牢站稳脚跟。
在此次冲击世界纪录过程中,团队拧成一股绳,创新了磁体结构、优化了制造工艺,升级了水冷磁体技术装备系统,包括大功率高稳定度直流电源系统的供电能力、去离子水冷系统冷却能力、中央控制系统的控制保护能力,最终在32.3兆瓦的电源功率下产生42.02特斯拉的稳态磁场,标志着我国乃至世界强磁场水冷磁体技术发展的新高峰。
弘扬科学家精神 建强青年生力军
攀登科技高峰的道路绝非坦途。在向最高场冲击的过程中,团队共经历过三次大的失败。最让人揪心的事发生在2021年4月,混合磁体达到40T后,相关数据便停滞不前,第三次冲击就这样以令人沮丧的结果收场。
为了形成更加有战斗力的集体,在合肥物质科学研究院党委部署下,强磁场科学中心党委创新组织形式、围绕项目研究需求、整合优势科研力量,组建多学科跨部门的科研攻关团队。2022年4月,包括高场磁体技术青年创新突击队在内的6支青年创新突击队成立,引导青年传承老一辈科学家精神,依托青年理论学习小组、青年文明号、青年论坛等多个“青”字号工作载体凝心聚力,团队面对失败的心理包袱逐渐减轻,攀登强磁场最高峰的决心持续坚定。
追求极限强磁场极端条件是一条永无止境的路,下一个新的高峰正等着团队继续去攀登和挑战。团队将始终面向国家重大需求,牢记并履行国家战略科技力量主力军的责任担当,为抢占极端条件领域科技制高点做出更大贡献。