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发表于 2023-7-20 10:40:36
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浙江作为经济发达地区,眼下布局了两个大科学装置,且都位于杭州。目前杭州还在针对原子尺度制造、地球磁场模拟与监测系统、电磁微重力弹射、重离子研发中心等大科学装置开展预研和培育,争取形成环杭州湾布局。大科学装置,国之重器到底怎么用?超重力和极弱磁两个大装置的牵头人——中国科学院院士陈云敏、中国科学院院士房建成,试图揭开大装置对科技创新突破、经济体系迭代的重要作用。
作为一个“十四五”国 家重大科技基础设施,极弱磁大科学装置的重要任务,就是创造一个近零磁空间,为深空探测、航空航天、生命健康等领域,提供极端弱磁环境和极端测量手段。每一项研究,都在向着新的人类边界拓展。“人类走向深空宇宙,要‘探得清’,磁场感知是重要手段。”房建成院士说,深空环境的磁场,只有地球磁场的亿分之一到千亿分之一,我们在探测磁性上的每一个技术进步,都在拓展人类边界。
超重力大科学装置,同样在拓宽人类边界。“大科学装置的建设和运行,都可以产生颠覆性创新。”浙江大学紫金港校区的安中大楼,就是杭州超重力研究中心所在地,陈云敏院士平时就在这里办公,到明年,这个国之重器就会投入试运行。“超重力大科学装置可以完成‘缩时’和‘缩尺’的作用。”陈云敏院士介绍,大装置的核心装置离心机,就像巨人用两个手臂,拎着两个大吊篮飞速旋转,旋转产生的超重力场,会对吊篮里的物体产生压缩的效应。他打了个比方:如果在离心机上搭载土体污染物迁移实验装置,就可以利用超重力的压缩作用,在短时间看到污染物在地下大尺度、长历时的运移,可谓“山中方一日,世上已千年”。更为重要的是,这些研究将让我国从跟跑、并跑转向领跑。
超重力大科学装置正转向领跑。对于超重力的研究,美国和前苏联较早介入,并长期保持领先优势。随着陈云敏院士主导的超重力大科学装置在浙江开工,在建的3台离心机中,容量和离心加速度最小的一台,也超过了当前世界的最高水平。而在6个实验舱自研的18台机载装置中,有6台属于世界首创。
极弱磁大科学装置亦是如此。2008年,房建成院士团队开展相关研究,并在2019年达到国际领先水平,实现从跟跑到并跑的转变。随着极弱磁大科学装置即将开工,他们将在杭州建设世界唯一、性能最高、空间最大的大型“零磁”空间,使我国在这一技术领域保持领先优势。
“我们要建设的是新型大科学装置。”怎么理解新型之“新”?可以从房建成院士的“家国梦”窥其内涵。极弱磁大科学装置,是北京航空航天大学第一个大装置,这既是北航历史性的突破,也是浙江历史性的突破。而房建成院士团队之所以从北京来到浙江、落地杭州,主要是因为极弱磁大科学装置需要将科技创新与产业迭代紧紧连接起来,而经济发达的浙江,就是他眼中最优的选择。
极弱磁大科学装置,就天生带着促进产业化的属性。“万物皆有磁场,人体也不例外。”房建成院士告诉记者,人类救治重大疾病,最早依靠对血液等样品的生化检测,后期依靠CT等手段进行结构检测,今后将能依托极弱磁测量实现功能信息检测,不仅让发现疾病的关口前移,还能创造零磁医学装备产业。
超重力大科学装置虽然生于“十三五”期间,但其扎根浙江,就注定了具备更加浓厚的产业色彩。在陈云敏院士牵头下,团队已对部分项目开展了预研,“实验室里跑高铁”就是其中之一。“高铁经年累月的运行,地面可能会在重力影响下产生沉降。”杭州超重力场国家重大科技基础设施建设指挥部办公室副主任林伟岸说,在现实中,又不可能真的在东南沿海修一条轨道、造一辆高铁去研究。
因此,他们搭建了一个模仿高铁运行的模型,放入超重力实验装置中,就可以在较短的时间内,研究高铁长时间运行对土壤沉降的影响,从而提升我国高铁建设的稳定和安全性,加速高铁产业建设和输出。“我们还会在交叉学科研究中放大经济效应。”林伟岸说,比如说对于深海可燃冰的安全高效商业化开采,至今仍是一个世界级难题,而超重力大科学装置设置的深海工程实验舱,就要对此进行攻克,助力掘金无可估量的可燃冰宝藏。
浙江作为经济发达地区,眼下布局了两个大科学装置,且都位于杭州。我们还要继续集聚一批大科学装置,向全球、全国的科学家开放共享,进一步提升浙江和杭州的硬核竞争力。对浙江和杭州来说,加速建设大科学装置,争创综合性国 家科学中心,也是一场从跟跑、并跑到领跑的竞赛。
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