期刊-2025-12

“综合极端条件实验装置”取得重大创新突破

2025年12月26日

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综合极端条件实验装置的极端条件,是指在实验室中人为创造的、达到或接近目前技术极限的低温、高压、强磁场等条件。利用极端实验条件取得重大创新突破,已经成为科学研究发展的一种重要方式。例如,获得1985年诺贝尔物理学奖的“整数量子霍尔效应”,是在极低温加强磁场的综合极端条件下发现的;获得1996年诺贝尔物理学奖的“氦-3超流”,是在极低温加高压加强磁场的综合极端条件下发现的;获得1998年诺贝尔物理学奖的“分数量子霍尔效应”,是在极低温加强磁场的综合极端条件下发现的。在极端条件下,科学家们能够发现和揭示许多在常规条件下无法观察到的奇异物理特性,进而探索新规律、开辟新应用、合成新材料、制备新器件,提升人类认识自然、改造自然、造福人类的能力。

2025年2月26日,位于北京怀柔科学城和吉林大学的“十二五”国家重大科技基础设施“综合极端条件实验装置”顺利通过国家验收。这标志着我国已建成国际先进的、同时具备“极低温、超高压、强磁场、超快光场”等极端条件综合实验能力的用户装置,将极大提升我国在物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究综合实力。

该装置能够模拟极端温度、压力、磁场等条件并综合使用,可以提供多种在综合极端条件开展材料制备、物性表征、量子调控和超快动力学过程的研究手段,为材料科学、物理学、化学等领域的研究提供前所未有的实验平台。装置采取“边建设、边运行”的模式,自2022年首批实验站对外开放,到2023年全部实验站开放共享,现已进入了常态化运行阶段。依托该装置,科研人员已经取得了若干处于世界领先水平的基础研究成果和示范性技术突破,例如发现分数量子反常霍尔效应、里德堡莫尔激子,在高压诱导发光材料研究等方面取得突破,实现超导量子计算、极高场超导磁体的物性测量系统和无液氦稀释制冷机等关键技术的国产化等。

未来,装置将成为国际科技合作与交流的重要平台,面向全球开放,吸引全球顶尖科学家和团队前来开展合作研究,提升我国在国际科技舞台上的影响力。通过跨学科的研究团队和项目合作,装置还有望催生新的研究方向和科学问题,吸引集聚一批顶尖人才为我国极端条件科学研究的持续发展提供坚实的人才保障。

与此同时,装置还将加大开放共享力度,力争在设施建成初期就早出成果、多出成果,并瞄准出好成果、出大成果的目标不断提升装置运行效能。