周慕詩
2022年7月15日,中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心,一場牽動人心的實驗正在進行。隨著電流的不斷增強,被稱為“國之重器”的穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置(SHMFF)混合磁體爆發(fā)出令人屏息的磁場強度——45.22特斯拉!
這一數(shù)字不僅沖破了美國國家強磁場實驗室保持了23年的45特斯拉世界紀錄,更標志著中國在強磁場領域實現(xiàn)從“跟跑”到“領跑”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歲的隊伍——高場磁體技術青年創(chuàng)新先鋒隊。
抵達巔峰的道路布滿荊棘。在此之前,團隊已歷經(jīng)多次失敗與挫折。問題直指核心:水冷磁體高場線圈難以承受萬噸級的巨大電磁力——這力量足以將一艘055大型驅逐艦舉起。
如何馴服這頭“力之巨獸”?團隊負責人房震研究員道出了靈感
成功的腳步并未停歇。2024年9月,這支青年團隊自主研制的裝置第六臺水冷磁體單獨運行即達到42.02特斯拉,再次刷新同類型磁體世界紀錄。
這一次,核心挑戰(zhàn)轉向了極端熱量管理——這臺磁體功率高達32.3兆瓦,相當于5000戶家庭同時開空調、吃火鍋的總功率,被壓縮在不到一立方米的體積內。團隊創(chuàng)新性地利用前期多臺磁體運行數(shù)據(jù),提出更優(yōu)的換熱系數(shù)計算方法,并設計了獨特的“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:“中國速度”的根基,正是前期無數(shù)次的失敗填平了所有能預見的“坑”。
這支33人的團隊中,35歲以下青年占比高達63%,博士17人。其青年培養(yǎng)機制頗具特色:以國家大科學裝置的實際工程需求為導向,打破學科壁壘,鼓勵青年參與從設計、組裝到調試、維修的全流程,并提供經(jīng)費支持其創(chuàng)新想法。團隊骨干成員在實干中迅速成長。
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,薛其坤院士團隊在45特斯拉極端磁場上開展高溫超導機理研究,樣品在達到40特斯拉以上開始出現(xiàn)團隊期待的超導轉變現(xiàn)象。復旦大學張遠波教授在此實驗后感慨:在中國做實驗“方便多了”,否則需遠赴美國,面臨高昂成本與嚴格限制。目前該裝置用戶預約已排至三個月后,為國內外多家頂尖科研機構提供了優(yōu)質服務。
此后,這支先鋒隊將目光投向了更遠方,正積極籌備申請“十五五”國家大科學裝置——穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置二期項目,目標直指55特斯拉!未來計劃融合水冷、高溫超導與低溫超導磁體,其復雜程度被房震比喻為打造“水陸空三棲交通工具”,挑戰(zhàn)巨大但技術儲備已在進行。
從超導研究轉向水冷磁體攻堅的房震,至今銘記老科學家高秉鈞的言傳身教:唯有親自動手組裝、拆解,從擰螺絲中洞察問題本質。他寄語青年學子:“甘坐冷板凳,堅持不懈打牢基礎。”同時鼓勵將專業(yè)知識與興趣結合,動手研制工程樣機,“實踐能加深理解,更能激發(fā)深入鉆研的動力?!?/p>
冷板凳上練就的內功,終將爆發(fā)引領世界的“中國速度”。這群中國青年用“書本疊加”的巧思馴服萬噸磁力,在世界科學高峰刻下嶄新坐標,更在強磁場領域的無人區(qū),繼續(xù)開拓著屬于中國科技的未來之路。
文字|合肥日報-合新聞記者李想實習生葉韋芳
圖片|本報資料圖
編發(fā)|全媒體編輯吳弘
出品|合報特稿融媒體工作室
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來源:紅網(wǎng)
作者:商書蝶
編輯:才慕梅
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