综合极端条件实验装置打开未知世界的“钥匙”

　　什么是综合极端条件实验装置(SECUF)?

　　综合极端条件实验装置(SECUF)位于北京怀柔综合性国家科学中心,由中国科学院物理研究所、吉林大学等单位共同建设。是国家“十二五”重大科技基础设施项目,也是怀柔科学城第一个开工的国家重大科技基础设施。

　　综合极端条件实验装置的组成部分包括极端实验条件产生系统、极端条件下的样品表征和测量系统,以及能满足上述各系统研制、升级、维护与运行的支撑系统等。2022年,综合极端条件实验装置全面转入试运行状态,该装置的20个实验站均已上线,向国内外用户开放使用。

　　综合极端条件实验装置是做什么用的?

　　首先我们要知道什么是极端条件。极端条件是指在实验室中人为创造出来达到或接近目前技术极限的特别低的温度、特别强的磁场、特别高的压强等,并用超快的“高速摄影机”来观察实验现象。实际上就是把实验条件的变量拉到最值。

　　普通大气压下,氧气是气态的。随着压力的不断增大,氧气就能成为液态氧。继续加压,液态氧会变成固态氧。再加压,固态氧就会变成银色不透明且反光的金属态甚至超导态。这种神奇现象的出现就有赖于极端条件的加持。

　　综合极端条件实验装置的作用就在于创造不同的极端条件。这就仿佛打造出了一把把特殊的“钥匙”。科学家们能够用“钥匙”打开一扇扇神秘大门,探索隐藏其后的神秘物质。

　　那么,综合极端条件实验装置创造出的极端条件能有多极端呢?

　　在地球上适宜我们人类生活的地球环境中,平均温度在15℃左右,标准大气压约100KPa,地磁场0.3-0.7G(高斯)。综合极端条件实验装置创造出的极低温低至1mK,无限接近绝对零度,也就是零下273.15摄氏度。超高压强至300GPa,接近地心处压力。强磁场高达26T,比地球磁场高60万倍。超快光场快至100as,达到电子振动的时间单位。

　　能达到单一的极端指标已经极其不易,而综合极端条件实验装置甚至可以把2-3种极端条件综合使用,这样就能够造就更多可能。比如我们现在见到的钻石,单纯对石墨的加压是不够的,必须高温高压两个条件同时存在,才能让石墨变成钻石。

　　科技立则民族立,科技强则国家强。

　　项目首席科学家、中国科学院物理研究所研究员吕力把综合极端条件科学探索的过程比喻成探矿寻宝。每一次重大成果突破就是一颗珍贵宝藏。

　　有了综合极端条件,我国的科学家就可以比别人看得更远、挖得更深、收获更多,就为我国建设世界科技强国提供更有力的支撑。

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