王志緯

2022年7月15日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心，一場(chǎng)牽動(dòng)人心的實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行。隨著電流的不斷增強(qiáng)，被稱為“國(guó)之重器”的穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置(SHMFF)混合磁體爆發(fā)出令人屏息的磁場(chǎng)強(qiáng)度——45.22特斯拉!

這一數(shù)字不僅沖破了美國(guó)國(guó)家強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室保持了23年的45特斯拉世界紀(jì)錄，更標(biāo)志著中國(guó)在強(qiáng)磁場(chǎng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的歷史性跨越。創(chuàng)造這一奇跡的核心力量，是一支平均年齡不到35歲的隊(duì)伍——高場(chǎng)磁體技術(shù)青年創(chuàng)新先鋒隊(duì)。

抵達(dá)巔峰的道路布滿荊棘。在此之前，團(tuán)隊(duì)已歷經(jīng)多次失敗與挫折。問題直指核心：水冷磁體高場(chǎng)線圈難以承受萬噸級(jí)的巨大電磁力——這力量足以將一艘055大型驅(qū)逐艦舉起。

如何馴服這頭“力之巨獸”?團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人房震研究員道出了靈感

成功的腳步并未停歇。2024年9月，這支青年團(tuán)隊(duì)自主研制的裝置第六臺(tái)水冷磁體單獨(dú)運(yùn)行即達(dá)到42.02特斯拉，再次刷新同類型磁體世界紀(jì)錄。

這一次，核心挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)向了極端熱量管理——這臺(tái)磁體功率高達(dá)32.3兆瓦，相當(dāng)于5000戶家庭同時(shí)開空調(diào)、吃火鍋的總功率，被壓縮在不到一立方米的體積內(nèi)。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地利用前期多臺(tái)磁體運(yùn)行數(shù)據(jù)，提出更優(yōu)的換熱系數(shù)計(jì)算方法，并設(shè)計(jì)了獨(dú)特的“多孔型流道”，如同為水流規(guī)劃了高效迷宮，顯著提升了冷卻效率。房震坦言：“中國(guó)速度”的根基，正是前期無數(shù)次的失敗填平了所有能預(yù)見的“坑”。

這支33人的團(tuán)隊(duì)中，35歲以下青年占比高達(dá)63%，博士17人。其青年培養(yǎng)機(jī)制頗具特色：以國(guó)家大科學(xué)裝置的實(shí)際工程需求為導(dǎo)向，打破學(xué)科壁壘，鼓勵(lì)青年參與從設(shè)計(jì)、組裝到調(diào)試、維修的全流程，并提供經(jīng)費(fèi)支持其創(chuàng)新想法。團(tuán)隊(duì)骨干成員在實(shí)干中迅速成長(zhǎng)。

45.22特斯拉與42.02特斯拉兩座里程碑，為前沿研究提供了不可替代的極端條件。今年4月，薛其坤院士團(tuán)隊(duì)在45特斯拉極端磁場(chǎng)上開展高溫超導(dǎo)機(jī)理研究，樣品在達(dá)到40特斯拉以上開始出現(xiàn)團(tuán)隊(duì)期待的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。復(fù)旦大學(xué)張遠(yuǎn)波教授在此實(shí)驗(yàn)后感慨：在中國(guó)做實(shí)驗(yàn)“方便多了”，否則需遠(yuǎn)赴美國(guó)，面臨高昂成本與嚴(yán)格限制。目前該裝置用戶預(yù)約已排至三個(gè)月后，為國(guó)內(nèi)外多家頂尖科研機(jī)構(gòu)提供了優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

此后，這支先鋒隊(duì)將目光投向了更遠(yuǎn)方，正積極籌備申請(qǐng)“十五五”國(guó)家大科學(xué)裝置——穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置二期項(xiàng)目，目標(biāo)直指55特斯拉！未來計(jì)劃融合水冷、高溫超導(dǎo)與低溫超導(dǎo)磁體，其復(fù)雜程度被房震比喻為打造“水陸空三棲交通工具”，挑戰(zhàn)巨大但技術(shù)儲(chǔ)備已在進(jìn)行。

從超導(dǎo)研究轉(zhuǎn)向水冷磁體攻堅(jiān)的房震，至今銘記老科學(xué)家高秉鈞的言傳身教：唯有親自動(dòng)手組裝、拆解，從擰螺絲中洞察問題本質(zhì)。他寄語青年學(xué)子：“甘坐冷板凳，堅(jiān)持不懈打牢基礎(chǔ)。”同時(shí)鼓勵(lì)將專業(yè)知識(shí)與興趣結(jié)合，動(dòng)手研制工程樣機(jī)，“實(shí)踐能加深理解，更能激發(fā)深入鉆研的動(dòng)力?！?/p>

冷板凳上練就的內(nèi)功，終將爆發(fā)引領(lǐng)世界的“中國(guó)速度”。這群中國(guó)青年用“書本疊加”的巧思馴服萬噸磁力，在世界科學(xué)高峰刻下嶄新坐標(biāo)，更在強(qiáng)磁場(chǎng)領(lǐng)域的無人區(qū)，繼續(xù)開拓著屬于中國(guó)科技的未來之路。

文字|合肥日?qǐng)?bào)-合新聞?dòng)浾呃钕雽?shí)習(xí)生葉韋芳

圖片|本報(bào)資料圖

編發(fā)|全媒體編輯吳弘

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