第二十五屆科協年會于10月22日-24日在安徽省合肥市舉辦,來自各個領域的眾多院士、專家將匯聚一堂,共赴這場科技盛會。在年會召開之際,安徽商報采訪了2022年度安徽省重大科技成就獎獲得者匡光力。
匡光力是中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心學術主任、國家穩態強磁場科學中心(籌)主任、強磁場安徽省實驗室主任、強光磁集成實驗裝置關鍵技術預研項目總指揮、安徽大學校長,主要研究方向原為熱核聚變與等離子體物理,近十年主要研究方向為強磁場科學與技術。2019年,匡光力獲得安徽省科技進步特等獎(集體獎,排名第一)、安徽省杰出貢獻人才獎。
2008:強磁場實現從無到有的跨越
1982年7月,匡光力畢業于安徽大學物理系,隨后于1990年4月從中國科學院等離子體物理研究所博士研究生畢業。1990年-1992年,匡光力在德國Juelich研究中心做訪問學者。1995年起,匡光力陸續在中國科學院等離子體物理研究所、中國科學院合肥物質科學研究院等科研院所從事相關研究工作。
“強磁場是現代科學實驗最重要的極端條件之一,能夠催生很多重大發現,世界科技強國一直都非常重視強磁場實驗室的建設,如美國、法國、荷蘭、日本等?!笨锕饬φf,但在曾經很長的一段時間里,我國強磁場領域幾乎一片空白,這成為制約科技進步的一塊短板。
2008年,位于合肥科學島的穩態強磁場實驗裝置開工建設,2010年開始“邊建設、邊運行”,2017年9月通過國家驗收后投入全面運行。
2016:躋身世界第二繼續攀越高峰
2016年,在穩態強磁場實驗裝置投入建設僅僅8年后,匡光力的強磁場團隊就自主研制成功中心場強40萬高斯的混合磁體,一舉躋身世界第二。而當時,美國于1999年創造的45萬高斯的世界紀錄已經保持了17年。
產生盡可能高的磁場,是世界各國強磁場實驗室首要的科學任務。因為磁場越強,對科學研究的好處越大。有了穩態強磁場,才更有可能發現新現象和新規律,獲得重大原創的成果。
從2016年底開始,“全面掌握高場磁體研制關鍵核心技術,在祖國的大地上創造最高穩態磁場”便成了團隊心中的一個火種,勇攀高峰的腳步也從未停息。2017年底,團隊將磁場強度由40T提高到了42.9T,兩年后的2019年,這個數字繼續提高到了43.9T,距離世界紀錄看似僅一步之遙。可最讓人揪心的事發生在2021年4月,混合磁體達到40T后,相關數據便停滯不前,第三次沖擊就這樣以令人失望的結果收場。為此,團隊成立了“混合磁體關鍵技術攻關小組”,由匡光力任組長;此外,一支由磁體及各支撐系統多名青年骨干組成的“高場磁體技術青年創新突擊隊”也宣告成立。
通過多輪集體研討,團隊提出了一套創新性的技術方案。大家不斷優化流程,不放過任何一個小問題,全力保障即將到來的混合磁體沖高實驗。
2022:“45.22”打破世界紀錄
2022年,在暑熱充斥著每個角落的夏天,最強穩態磁場在所有人汗流浹背的努力下,逐漸浮出水面。
2022年7月15日,強磁場科學中心中控大廳的屏幕上第一次出現了“混合磁體總場強:45.2T”的字樣,現場的歡呼聲與掌聲一時間此起彼伏。當天實驗的種種跡象表明,高于45T的數據可以重復,這次實驗給了團隊極大的信心。在接下來近一個月的時間里,團隊又進行了多輪的可重復實驗,最終在8月12日上午舉行的專家鑒定會上,混合磁體產生了45.22T的穩態磁場,一舉打破了塵封23年的世界紀錄,成為了目前全球范圍內可支持科學研究的最高穩態磁場,是我國科學實驗極端條件建設乃至世界強磁場技術發展的重要里程碑。
“近六年的時間里,準確地說,我們共經歷過三次大的失敗,小的挫敗就更不用說了?!贝蚱剖澜缂o錄的歷程可謂篳路藍縷,想起往日失敗的情景,依然歷歷在目。他說,這次能打破世界紀錄是他們多年來矢志不移堅持自主創新的結果。挑戰世界極限,必須要細致、全面、認真、踏實,來不得半點虛假,容不得半點僥幸。
“穩態強磁場”廣應用,“強光磁集成”正攀登
作為推動重大科學發現的“利器”,穩態強磁場實驗條件對物理、化學、材料、生物醫藥等領域的研究,都具有重要作用。匡光力介紹道:“大科學裝置具有鮮明的科學和工程雙重屬性,我們現在的混合磁體產生了全球范圍內目前可支持科學研究的最高穩態磁場,可以為接下來很多學科領域的課題研究,提供更好的實驗條件?!?/p>
截至目前,我國穩態強磁場實驗裝置已經運行超過50萬個機時,為國內外170多家單位提供了實驗條件,在物理、化學、材料、生命健康、工程技術等領域開展了超過3000項課題的前沿研究,取得了一系列重大科技成果,如首次發現外爾軌道導致的三維量子霍爾效應、揭示日光照射改善學習記憶的分子及神經環路機制等等。與此同時,研發裝置衍生的成果和依托裝置研究產生的多項成果,如組合掃描探針顯微技術、國家Ⅰ類抗癌創新靶向藥物等,成功地轉化為現實生產力。
“穩態強磁場實驗裝置作為新時代建成的‘國之重器’,未來將繼續發揮重要作用?!闭劶拔磥?,匡光力表示,團隊已經有了新的目標——以55T混合磁體、36T超導磁體為代表的、著力于解決國家重大需求的“強光磁集成實驗設施”大科學裝置,正等著他們繼續去攀登和挑戰。
(安徽商報融媒體記者 常誠 實習生 尹林樂欣)
(圖片由安徽大學周仲寅提供)