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    國內首個“強光磁試驗裝置”啟動建設

    2022-05-27

           導讀: “強光磁試驗裝置”項目日前正式啟動建設,將建成為國內首個集成自由電子激光與強磁場、低溫的科學裝置,能夠支持材料科學前沿研究,以及化學、生命科學等其它學科的研究。
      
      記者從安徽大學獲悉,“強光磁試驗裝置”項目日前正式啟動建設,將建成為國內首個集成自由電子激光與強磁場、低溫的科學裝置。
      
      國內首個“強光磁試驗裝置”
      
      “強光磁集成實驗設施”是由安徽大學、中科院合肥物質科學研究院、中國科學技術大學聯合向國家發改委申報的國家十四五重大科技基礎設施項目。
      
      “強光磁試驗裝置”作為先期啟動項目,以安徽大學材料科學與工程學科為核心,組建了由校長匡光力領銜的24位高層次人才的研究團隊和設施建設項目組,完成了項目建設方案和空間布局方案。
      
      專家組認為,“強光磁試驗裝置”的建設在國內首次將自由電子激光與強磁場、低溫進行集成,為研究材料的微觀物性、超快動力學過程等提供了新的關鍵研究手段。
      
      “強光磁試驗裝置”由紅外自由電子激光系統和五個實驗站組成,其中集成了強激光、強磁場、低溫等多種調控物質特性的技術。
      
      不僅能夠支持材料科學前沿研究,也能支持化學、生命科學等其它學科的研究,還具有直接支持集成電路產業、新材料產業技術研發的潛力。
      
      據悉,“強光磁試驗裝置”將以四年順利完成為目標。同時,科學安排進度,能夠先行完成的模塊,抓緊時間建設完工,盡快投入使用,保證建成一個使用一個,爭取早出效益。
      
      目前,安徽大學已經開始進行場地改造、自由電子激光裝置工程設計、各實驗工作站工程設計。
      
      描繪物質“全形態圖譜”
      
      “強光磁試驗裝置”的主要特色是,紅外自由電子激光和強磁場、極低溫等條件聯合作用,全方位表征材料的微觀物性和超快動力學過程。
      
      舉個最通俗的例子,水是每個人每天都要遇到的一種物質,在高溫環境中能看到水變成蒸汽,此時水就以氣態形式存在;常溫下,水以液態形式存在;零度以下,水會以冰即固態形式存在。人們可以隨著環境溫度的變化,看到水會呈現不同形態。
      
      實際上,如果改變氣壓條件,水會呈現更加復雜的形態。同理在強磁場條件,也會觀察到水的另外形態。這些豐富多彩的形態,真正完整構成了水的“全形態圖譜”。
      
      觀測到的形態越全面,對于水的本質特點就掌握的越透徹,也能更好地利用水。從另一個思路看,可以設置不同的條件,來呈現人們希望得到的水的特定形態,這在科學上就稱為“調控”。
      
      實際科學研究對象豐富且復雜,強磁場和低溫集成的環境,是極為有力的調控手段,因而受到了高度重視。
      
      自由電子激光相當于焦距連續可調的聚光燈和攝像機的組合,根據需要,選擇恰當的焦距組合,就能觀察到人們所想看到的非常隱蔽微小的細節或者抓住轉瞬即逝的點滴。比如一個水珠從天而降、落到桌面、撞擊桌面,人們可以仔細地以百萬分之一秒每幀的方式來觀測,從極為平常的水滴下落過程中,進一步發現水的特殊形態和動力學規律。
      
      現在,“強光磁試驗裝置”既提供了環境,又提供了觀察工具,并且把它們高度集成在一起,能夠發現很多未知。
      
      [來源:中國科學報]

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