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聽党指揮 矢志不渝——第25屆中國青年五四獎章風采|國家脈沖強磁場科學中心科研團隊:站在更深沉的高地探索未知造福社會


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- 2021年7月19日19時55分
- 科學文摘 / 中華兒女

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2018年國家脈沖強磁場科學中心獲得國家自然基金委創新群體後,中心全體教師合影

歡迎來到極限的世界——

在這裏,能實現94.8T的最高峰值磁場強度,這是世界第三高脈沖強磁場強度。瞬間沖頂時的驚鴻一瞥,在紀錄曲線上留下永恒。

T為“特斯拉”,是表征磁場大小的單位。我們生活的地球,磁場平均只有十萬分之五T。

在這裏,磁性尺蠖軟體機器人以超過1倍身長/秒的移動速度在歡快地“跑動”,是目前報道最快的磁性尺蠖軟體機器人。

在這裏,鋁和物性相差極大金屬間的冶金結合變為可能,在強磁場作用下可瞬間“粘合”,成為一種新型輕質複合材料。

這裏是位於華中科技大學的國家脈沖強磁場科學中心(簡稱“強磁場中心”)。實現一項項“極限挑戰”的,是幾十位70後、80後,和如今越來越多的90後科研人員、工程師隊伍,還有他們親手設計、制造,親自安裝的實驗儀器、設備。

“工欲善其事,必先利其器”,在現代科學實驗中,強磁場與極低溫、超高壓一起,被列為最重要的極端條件,要產生更高強度的強磁場,就必須依靠一個“利器”——脈沖強磁場實驗裝置。上世紀80年代後期,隨著高溫超導的發現,科研人員急需更高強度的強磁場實驗條件開展相關領域前沿科學研究,而此時歐美發達國家已建有30多個脈沖強磁場實驗裝置。相比之下,由於我國長期缺乏此類裝置,科研人員做實驗要向國外實驗室申請,眾多急需開展的科學研究嚴重受制於人。

為了建設我國自己的脈沖強磁場實驗裝置,14年前,武漢東湖畔,一支平均年齡不到35歲的青年科技隊伍站了出來。

開工11個月完成基礎設施建設,三年開放實驗裝置,四年完成脈沖強度從60T到90T的跨越……14年間,從七八人的小團隊到八九十人的大集體,從一無所有到世界領先,不斷迭代的青年科研工作者突破一個又一個“卡脖子”難題,長期戰鬥在脈沖強磁場科學與技術領域最前沿。

他們設計、搭建的實驗裝置,在完成強磁場中心科學家們的實驗之外,完全面向全世界開放,供世界各地前來做實驗的團隊使用。自2014年通過驗收、正式開放,至2020年底,強磁場中心近7年間累計開放運行時常超過55400小時,世界上20多個國家的科研人員前來進行強磁場實驗,國內外97家高校和科研院所的1258項科學研究在此完成,實現了我國強磁場實驗條件從“受制於人”到“授之與人”的跨越。

強磁場中心是一個獲得過諸多榮譽的集體,2018年獲湖北省科技進步特等獎、2019年獲國家科技進步一等獎。今年5月,在得知獲得第25屆中國青年五四獎章集體時,大家格外高興,“這是屬於青年的榮譽,我們是一個年輕、團結的集體”。

從無到有創建中國唯一脈沖強磁場中心

二十一世紀以來,隨著凝聚態物理、材料化學和生命科學等基礎科學發展,強磁場裝置地位越發重要。2001年,中國工程院院士、華中科技大學教授潘垣敏銳意識到,我國要想在相關科學研究領域進入國際前列,就必須建設世界一流水平的脈沖強磁場裝置。各方幾經努力,脈沖強磁場實驗裝置建設提上日程。

從2004年7月開始,彭濤、丁洪發、夏正才、陳晉、韓小濤等一批華中科技大學的熱血青年陸續加入到脈沖強磁場實驗裝置的籌備當中,動筆起草項目申請書。

然而,要起草厚厚一本申請書,對於這群缺少經驗的年輕人而言,實在是挑戰巨大。“只能找來其他項目申請書,反複琢磨著寫,一字一句反複修改。”他們回憶道。大家早已記不清熬了多少個夜晚,經歷了多少次的討論修改,唯一記得的是,即使困難重重,他們從不抱怨,也從沒想過放棄。

經過大家的共同努力,2007年1月,華中科技大學國家脈沖強磁場實驗裝置項目正式獲批立項。由一所大學承建國家重大科技基礎設施,這在教育部高校中還是第一次。

在這些年輕人忙著寫立項申請書的時候,華中科技大學校友李亮回到闊別二十餘年的母校,建設屬於中國的脈沖強磁場實驗裝置。

回國後,李亮和這群年輕人一起,從“繞線圈”做磁體開始,從零開始全身心投入裝置建設。當年剛剛讀博士研究生的呂以亮,在跟隨老師們學習的過程中,他不僅參與繞制了很多線圈,還在老師們身上看到了一種不畏艱辛、攻堅克難的科研精神。博士畢業時,呂以亮有很多選擇,但他放棄了企業的高薪工作,最終選擇加入強磁場中心。回想當初的選擇,呂以亮說:“我不後悔自己的選擇,也非常榮幸能夠成為團隊一員,能夠在強磁場中心為國家貢獻自己的一份力量,是一件非常有意義的事。”

當時強磁場中心大樓尚未破土,辦公條件非常艱苦,七八個老師、學生擠在兩間簡陋的實驗室裏,尤其是未安裝空調之前,武漢漫長溽熱的盛夏裏,支撐他們的只有一紙項目規劃和心中的夢想。

“2008年4月25日,脈沖強磁場實驗裝置破土動工。”不論過去多少年,團隊每個人說起這個日子都是脫口而出。對他們來說,脈沖強磁場實驗裝置就像他們親手養大的孩子,每個人都為此付出了大量的心血和精力。

開工11個月後,中心的脈沖強磁場實驗裝置樣機系統就已研制完成,當年磁場強度能達到75T。也是這一年,韓一波在武漢大學光學專業獲理學博士學位後,來到強磁場中心。“雖然最初的規模很小,只有幾個年輕老師,以及一個只能放電的電容器,但它吸引我的是,這是中國自主建設的第一個脈沖強磁場實驗裝置,給了我一個方向、有一個希望,這就足夠”。

彭濤(右二)與同事安裝試驗裝置

希望如炬,脈沖強磁場實驗裝置吸引一個又一個青年工程師、科研人員,既有華中科技大學成長起來的“土著”,也有來自國際知名科研機構和大學的海歸學子,他們從四面八方匯聚於此,共同朝著明亮的未來疾走。

2010年,脈沖強磁場實驗裝置如期竣工,這是首個由教育部高校承建並按時通過驗收對外開放的國家重大科技基礎設施項目,填補了我國強磁場裝置的空白,為今後我國凝聚態物理、材料、化學、生命等前沿基礎學科發展提供了平台支撐。

以85%國產核心部件,解決“卡脖子”問題

今年五一假期後第一個工作日,近1.5米高、近1米直徑的液氦制冷機連著氦氣回收裝置轟隆隆地響著,近百平方米的實驗室裏被數個這樣的裝置和粗粗細細、縱橫交織的管子、氣囊塞滿。一位科研人員在轟鳴聲中守著電腦儀器,記錄測算。

常溫氦氣在裝置中浸泡冷卻,溫度降至4K,也就是零下269.15℃,成為低溫液氦。作為開展脈沖強磁場下電/磁輸運、整數和分數量子霍爾效應和自旋電子學等前沿基礎科學研究的重要條件,液氦溫區在脈沖強磁場實驗室必不可少。通過管道,這些液氦被分配到各個實驗室,實驗後,它們再升溫還原為氦氣,通過管道被回收至氣囊,經過處理後循環利用。“我國氦資源匱乏,依賴進口,實驗用完的氦氣必須回收,再利用。這個循環裝置是我們自己設計、建造的。”強磁場中心工程師劉夢宇說。

沿著走廊再走不遠,是韓一波團隊設計、搭建的磁光實驗站。與初期只有一台能放電的電源相比,現在的磁光實驗站由三部分組成,已頗具規模。“這個房間專門放激光器、探測器、光譜儀,隔壁房間是磁體,第三個房間做光學實驗。”韓一波介紹著,一臉滿足和自豪的笑意。因為實驗裝置有潔淨要求,非實驗人員不能隨意出入。韓一波隔著實驗室窗戶介紹著,“很多基礎性的實驗裝置搭建,在強磁場中心都由科學家來做。我們設計得非常非常細,一點點試著搭建完成,再調試到最好效果。這些幾百公斤重的實驗台,都是我們自己抬進去安裝好的”。從一間空屋子到一個裝備完善的實驗室,韓一波和工程師們花了四個多月。

這是強磁場中心的日常一天。在強磁場中心,實驗裝置每一塊電路板的設計圖、每一個零件都由科研工作者們自己繪制和安裝調試。

核心材料和技術,從來都是“卡脖子”的。強磁場中心團隊從沒指望等、靠、要、買,他們自己設計器材,自己制造設備,自己搭建實驗室,85%以上的材料、部件都是國產。

磁體被視為強磁場裝置的心髒。做磁體,是用小指頭粗細的導線,繞成線圈,“接上2.5萬伏電壓,流過4萬安培瞬間電流,就可以產生幾十T脈沖磁場。但通電線圈會被磁體內部應力拉長和壓扁”。李亮說,磁體線圈承受的應力,是“蛟龍”號在7000米海底承受壓強的50倍。

磁體質量一定程度上決定強磁場實驗成敗。而且磁體繞制沒有“回頭路”,只能一次成功。“做磁體是手工繞線,繞線的方向、角度都會影響磁體質量。國外實驗室都是工人繞線圈,我們是科研人員自己動手。”呂以亮說。

繞制線圈需要用到環氧樹脂,因其有強烈氣味且有一定毒性,科研人員需要穿上密不透風的防護服和防毒面具。“為了節省穿脫時間,我們早上進入工作間後,一上午就不出來,連水都不喝一口。”夏季,江城武漢氣溫接近40℃,穿上防護服後更是熱得像蒸籠,最初車間裏沒有空調,後來即便在工作台旁邊安裝了立式空調,也效果甚微,“每次脫下防護服後仍舊渾身濕透,像剛從水裏撈出來”,呂以亮說。

中國工程院院士、華中科技大學教授潘桓(左三)指導耦合變壓器測試

在青年科研團隊的努力下,我國脈沖強磁場裝置的理論分析和研制水平迅速躍居世界前列。“李亮主任和教授們提出脈沖磁體非連續性層間加固理論和工藝實現方法,解決了高參數脈沖磁體的力學穩定性問題,大大提高了磁體的性能和壽命,降低了成本。”呂以亮說。

強磁場中心走廊盡頭的大車間裏,立著兩台繞線機,其中早已鏽跡斑斑的那台,“是中心科研人員自己設計、制造,已經用了14年,現在還很好用”。呂以亮早已記不清多少個工作日站在這裏繞線圈。

2007年至今,彭濤一直負責手工纏繞磁體。從線圈的紋路和顏色,有經驗的人能從中看出瑕疵。瑕疵讓線圈更早崩潰。“如果浸泡樹脂不夠充分,反光不同。”彭濤說,他常常“做夢都在繞磁體”,生怕出一點差錯。目前強磁場中心常規使用的65T脈沖磁體平均壽命超過800次,遠超國際同行350次至500次的水平。

科研經費有限、導體材料不是世界最好,怎樣把強磁場實驗室搭建好,強磁場中心團隊費盡心思。不同科學研究需要不同的磁場波形,為了提高裝置運行效率,控制系統負責人韓小濤教授把整個裝置設計成模塊化結構,由一套中央控制系統精准控制多類電源、多個實驗站。“這可以實現在同一科學實驗站的同一磁體上產生多種磁場波形,大幅提升我國脈沖強磁場實驗裝置的實驗效率。”

在裝置建設過程中,團結奮進非常重要。“我們擁有一個團結的集體。我和韓小濤、彭濤、丁洪發幾位教授,從創始期就在一起,雖然各有分工,但始終團結一致。這個過程中遇到太多困難,有的甚至當時看上去難以逾越,但我們從來沒有說過‘不’字。困難面前,我們敢於站出來,去克服、去突破,最後我們成功了。”李亮說。

強磁場中心中控大廳,大小不一的八塊顯示屏鑲嵌在牆體裏,每塊負責記錄不同類型的實驗數據。韓一波說,“脈沖強磁場是瞬間消失的磁場,實驗要在一瞬間把需要的信號采集好,特別困難,這個難度跟常規實驗難度不一樣”。

脈沖磁體的設計需要結合電、磁、熱、力等多物理量的計算結果進行綜合優化,李亮、彭濤等人開發了脈沖磁體專用設計平台PMDS。法國圖盧茲國家強磁場實驗室奧列克西·德拉琴科博士曾在一次接受采訪時表示,PMDS是一款功能強大、使用方便的優秀軟件,它可實現脈沖磁體許多參數的計算,還可簡便地進行線圈幾何結構、導線和加固材料層數等變量的設計。計算包括電感、磁場、脈沖寬度、均勻度、應變應力分布、溫度分布等電參數和機械參數,最後還能指導磁體研制所需材料的訂購。“我認為PMDS可讓一大批科學家和工程師參與脈沖磁體設計,這是將磁體設計水平推向新高度的重大成績。”

目前,中國自主研發的脈沖磁體設計平台PMDS已被歐盟第六框架項目“下一代脈沖磁場用戶設施的設計研究”采納為磁體設計工具,為德國、法國、英國、荷蘭等多個國家強磁場實驗室共同開展下一代脈沖磁體研究提供支撐。

2014年獲得全國專業技術人才先進集體的合照

十餘年來,強磁場中心團隊持續攻關,最終建成國際領先的脈沖強磁場實驗裝置:建有12個三種類型的系列脈沖磁體,最高場強達到94.8T,位居世界第三、亞洲第一;電容儲能型、脈沖發電機型、蓄電池型三種電源,電源種類最為齊全,整個電源系統的經費投入僅為美國同類設備的十分之一;電輸運、磁特性、磁光特性、電子自旋共振等8個科學實驗測試系統,部分測量精度達到國際領先水平;中央控制系統實現了多種電源、多級磁體和多個科學實驗站的協同工作及精確時序控制,達到國際同類裝置的領先水平;低溫系統的液氦回收裝置,每年回收的氦氣相當於節約五、六百萬元實驗消耗。

現在,華中科技大學強磁場中心是國內唯一的大型脈沖強磁場科研基礎條件平台,並已成為世界四大脈沖強磁場科學中心之一。

依靠自身力量,強磁場中心實現了從跟跑到超越的快速發展,卻從未固步自封,“開放平台,世界共享”是強磁場中心成立之初定下的理念,也是科研人員的共識。

“我們的裝置已為97家科研單位提供了1258項科學研究服務,裝置開放運行及成果產出與世界最高水平實驗室相當。”在完成裝置的建設任務後,韓小濤等人又開始積極推動裝置的開放運行。

“很多科學家為了搭建實驗裝置,犧牲了自己的科研時間,前幾年都沒有出成果。但這個裝置搭建完畢,自己試驗完成後,會免費向全世界開放。”呂以亮說。

2013年10月,20餘位世界強磁場頂級專家在國家脈沖強磁場科學中心對實驗裝置進行評估

“看到其他科研機構能夠在我們搭建的裝置裏完成實驗,得到高質量的結果,我特別高興。”因為忙於實驗室設計、建設,韓一波前幾年科研成果很少,他坦言那段時間會焦慮,但信念從未動搖,開放的心態也從未改變。

三次“沖頂”,躋身國際一級強磁場實驗室行列

二十世紀初,世界迎來它的“磁場時代”。自1913年以來,包括量子霍爾效應、分數量子霍爾效應、磁共振成像和第二類超導體等與磁場有關的諾貝爾獎有19項。

極高強度的脈沖磁場為研究者提供了前所未有的工具,可以用來研究一系列科學難題:從極高磁場下的物質的行為到固體的量子相變等。

科學家對極低溫度和極高磁場的探索,將有助於人們理解超導、磁場誘導的相變以及所謂的量子臨界點——在極低溫度下物質性質的微小變化就能對其物理行為有顯著的影響。

磁場強度越高,對於物質系統的電子能態改變就越大,就能給科學創新提供更多機遇。

當中國有了自己的脈沖強磁場實驗裝置,也加入極限創新挑戰的隊伍。

2011年11月8日淩晨,華中科技大學東校區一角,強磁場中心燈火輝煌,團隊正在進行一次重要的實驗。5點28分,中心自行研制的國內首個雙線圈脈沖磁體成功實現83T的磁場強度——這不僅刷新我國脈沖磁場強度紀錄,也使我國非破壞性磁場強度水平一下子躍居亞洲第一、世界第三。

“83T!”短暫的驚喜過後,團隊有了更多向新強度進軍的底氣。

2013年10月,20餘位世界強磁場頂級專家齊聚武漢東湖畔,他們將親自見證中國脈沖強磁場裝置“首秀”。“拿著當天會議日程表,有的專家好心跑來勸我們,現場實驗,萬一失敗怎麼辦?”當時在會議現場的施江濤、呂以亮,不約而同回憶起這個細節。

因為產生脈沖磁場的強大電流和電磁應力,隨時會“爆表”。在現場,這些全球主要強磁場實驗室負責人和國際強磁場權威專家不敢相信,中國人要公開進行脈沖強磁場實驗演示,在此之前,國際上沒有一個實驗室敢公開進行高參數實驗演示。

強磁場中心一個控制中心、八個實驗站,整整一天實驗,外國專家們閉門討論3個小時。最終,國際同行評價:“這裏的脈沖強磁場裝置已經躋身於世界上最好的脈沖場之列。”

“中國的磁體和電源技術世界頂級;控制系統國際領先。雖然最高磁場紀錄不及美國,但中國裝置優勢明顯——一套中央控制系統實現三類電源和八個實驗站的靈活組合。”這是國際權威報告對中國裝置的認證。

也是同一年,以彭濤、丁洪發、韓小濤等幾位教授為首的磁體、電源及控制團隊再創佳績,讓我國脈沖強磁場一舉邁入90T級磁場的水平。為了實現90T以上的磁場強度,美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室用了20年,德國德累斯頓強磁場實驗室用了10年,而在中國僅用不到5年時間。

2018年11月22日,我國脈沖強磁場技術走在了世界最前列。這一天,強磁場中心團隊成功實現64T脈沖平頂磁場,超過此前美國國家強磁場實驗室創造的60T脈沖平頂磁場強度世界紀錄,成為全球最高強度的脈沖平頂磁場。

脈沖平頂磁場兼具穩態和脈沖兩種磁場的優點,能夠實現更高的強度且在一段時間保持很高的穩定度,通俗理解就是脈沖磁場達到峰值時穩定運行一段時間。峰值越高、峰頂運行越平穩,實驗質量越高。

“高強度和高穩定度,是考驗脈沖平頂磁場的兩個關鍵指標。”呂以亮介紹。但同時實現這兩項並不容易,“需要解決磁場產生過程中的大電流精確調控和強電磁力下結構穩定的難題,目前國外主要采用的大電源、大磁體的方案。世界上最大的電源體積有二層樓那麼高,體積龐大、花費驚人,還存在著磁體冷卻速度慢和實驗效率低等問題”。

李亮(左二)向各國專家介紹強磁場試驗裝置

沒有世界上最大的電源,要如何實現高質量的磁場?用技術。為了滿足科學研究需求,脈沖強磁場需要具備磁場強度高、平頂穩定度高和重複頻率高等特點。國際上其他脈沖強磁場實驗室都是通過研制不同磁體分別實現這三類磁場,而武漢強磁場中心基於強磁場核心技術的全面掌握,通過電源與磁體的協同控制,可以讓同一個實驗站的同一個磁體產生高強度、高穩定度和高重頻的脈沖磁場,為相關領域科學研究提供獨特的實驗條件。“此次實現64T平頂磁場的磁體還產生了45T/50赫茲的超高重頻磁場,將國際同類磁場重複頻率提高兩個數量級,且波形和頻率都能很方便地調節,這也是我們技術領先的重要體現。”呂以亮說。

“我們還提出雙電容器耦合態調控新方案,首次實現電容器驅動的脈沖強磁場波形調控”,呂以亮解釋,“就等於削峰填穀”。

在測試64T平頂磁場的同時,強磁場中心同步開展重費米子材料CeRhIn5的比熱測量,過去只能在穩態磁場下開展的核磁共振、比熱、拉曼光譜等研究工作在更高場強下成為可能。

不僅如此,美國實驗室做平頂脈沖磁場,一年只能使用50-60次。而在強磁場中心,由於改進了電源和控制系統,做這項實驗像用微波爐一樣簡單,並且實驗使用的磁體重量、電源能量均不到國際同類型磁場系統的1/10。此前有國際專家說,這是花1.2億元人民幣,幹出1.2億美元的活兒。

廣納青年人才,擔當科技創新扛鼎之力

依托脈沖強磁場實驗裝置,強磁場中心堅持面向國家重大需求,不斷發展脈沖強磁場新技術及其應用,挑戰電磁極限、拓展強磁場應用,並秉承“培養更高學術水平、更強創新能力的大科學裝置科技人才”的目標,注重青年學術骨幹的培養和梯隊建設。

在強磁場中心不起眼的一角,一塊直徑1.38米的鋁合金板件剛剛整體成形。這是強磁場中心與相關部門合作,首次使用多時空脈沖強磁場成形制造技術做出來的航天器無焊縫底殼部件。

中國脈沖強磁場科學中心中控室(右一為彭濤)

近年來,針對國內外現有大型、複雜板管類零件的成形受限於工藝裝備和材料性能的難題,強磁場中心首創多時空脈沖強磁場成形制造技術,已形成曹全梁、諶祺和賴智鵬等青年老師組成的電磁成形研究團隊,在成形裝備研制、大型殼體件整體成形和異質金屬“焊接”技術等方面已處於國際領先地位。

在永磁高速電機、永磁風力發電機、永磁NMR等大型永磁設備充磁需求的牽引下,李亮教授提出了組裝後整體充磁的創新型工藝方法,成為呂以亮團隊近年攻關的方向。“一些工業用磁體體積龐大,傳統制造工藝采用已充磁的磁鋼塊,人工拼裝組成大的磁極。由於磁鋼塊間同性相斥,排斥力巨大,拼裝很難,工藝複雜,操作危險,生產效率低。整體充磁,則完全避免這一問題。”呂以亮說。

目前整體充磁團隊與國內相關廠家合作,首次實現了2.5MW直驅永磁風力發電機轉子的整體充磁,充磁後的永磁風力發電機通過了型式試驗,所有測試指標均達到產品技術要求,這是我國大型永磁電機整體充磁技術的重大突破,相關技術及裝備研制水平位居世界前列。呂以亮說:“這項技術的成功,打破了美、德等國的技術封鎖,將廣泛應用於永磁電機等各類大型永磁設備,市場前景廣闊。”

在戰略性前沿技術布局方面,強磁場中心已將太赫茲回旋管技術列入發展規劃重點方向,形成了以潘垣院士為顧問,韓小濤為負責人,肖後秀、謝劍峰等為骨幹的20餘人研究梯隊。“經過三年的探索實踐,我們自主開發太赫茲回旋設計平台GYROCOMPU,發展了基於平頂脈沖強磁場的太赫茲回旋管技術,已實現頻率230-803GHz、最大功率20W的太赫茲波輸出。”青年教師肖後秀自豪地說,對於後續的研究和應用,他亦充滿信心。

同時,強磁場中心秉持廣納英才、兼容並包,吸引越來越多跨學科青年科學家落戶於此,開展多元化、跨學科實驗,學科交叉、學術互補,讓這塊坐落於中部地區的科研基地不斷“破圈”地域限制和學科邊界,產生令人驚訝的“強磁場效應”。

大家普遍感受是強磁場中心越來越“擠了”。原來空蕩蕩的四層研究辦公室,現在已經滿滿當當。

2016年9月從美國斯坦福大學引進、入職強磁場中心的徐剛,主要從事新奇物性和材料的探索與研究,兼具凝聚態中的基礎物理研究和實際材料應用。作為一名計算物理學家,徐剛的主要工作是在計算機上預測物理現象或理論,並不需要強磁場實驗裝置進行實踐檢驗,但他仍舊選擇強磁場中心,潛心科研。“我預測的理論,可以在強磁場中心由實驗物理學家進行驗證”,五年來,徐剛看著一批計算物理學家匯聚於此,這個年輕的強磁場中心“科研學術生態環境越來越生機勃勃”。

相比於辦公室,2015年從美國亞利桑那州立大學學成歸來的於海濱更喜歡待在自己設計、組建的實驗室裏。與學生交流、看看實驗進度、讀讀論文,往往不經意間就到了深夜。“強磁場中心給我提供了很好的科研條件,讓我能夠專心探索極端條件下非晶態材料。”

今年初剛從美國洛斯阿拉莫斯脈沖強磁場實驗室獲榮譽博士後的李靖,已於春節後正式入職強磁場中心,擔任教授、博士生導師。李靖長期從事低維量子材料和器件在極端條件下的電輸運性質以及脈沖強磁場條件下光-電-物質相互作用方面的研究,坐在喻家山腳的新辦公室裏,他正在制定未來方向與藍圖。

從考上博士研究生進入強磁場中心,到畢業留校至今,劉詩宇已在這裏學習、工作了7年。“每天晚上,這裏直到深夜都燈火通明。只要是中心開放的時段,這裏隨時有人在工作。大家都想做出點實際成績。” 劉詩宇幾乎每天在辦公室待到夜裏十一點半,才心滿意足地回到宿舍。如果趕上實驗,他就睡在辦公室裏。“那個角落是一張行軍床”,他隨手一指。他不覺得這有什麼了不起,“實驗不能中斷,需要按時記錄數據,大家都是這樣”。

“以前,我們做實驗只能去國外;現在,我們在家門口就能完成實驗。”這讓他很自豪。七年間,劉詩宇早已被前輩、師長們腳踏實地搞科研的精神所感染,並身體力行,“求真務實”在他看來不是一個虛詞。

14年來,負責強磁場中心安全工作的施江濤,一直堅持每個工作日最早到崗。這個2002年放棄產品研發工程師高薪職位,從深圳返回武漢的華科學子,親歷脈沖強磁場實驗裝置從無到有的全過程,並一手建立起強磁場中心各項安全規章制度,如今這些文件已堆成厚厚一大本。每天早上看到強磁場中心各部門都安全運轉,是施江濤最大心願。

國家脈沖強磁場科學中心科學研究人員制磁體

現在,強磁場中心已有科研人員、工程師90餘人,脈沖強磁場實驗裝置二期工程已列入國家十四五規劃。據悉,二期工程占地面積更大,性能更強,中國科學家將有條件沖刺世界脈沖強磁場最高峰值,開展更多極端條件下的科學實驗。采訪中,強磁場中心的每個人,都對此心懷期待。

磁場範圍無窮大,電磁力的作用範圍和萬有引力一樣,沒有界限。在無窮盡的探索中,強磁場中心的科研人員和工程師們正齊心協力朝著更高的山峰攀登,他們以追求科學的赤子之心,突破世俗藩籬、打破學科界限,站在一個更寬廣、更高遠、更通透、更清純、更執著、更深沉的高地,觀察、認知外部世界,審視、規範自身行為,探索未知、造福他人,為更崇高的目標,奉獻自己的力量。

< 本文刊於《中華兒女》雜志2021年第9-10期 >


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