3月20日。
深城,盐钿区。
深城城主章华、盐钿区区主刘海潮、星辰大学校长萧哲、副校长杨奇一行人,来到刚刚竣工的星辰科学城视察。
媒体记者们,随行进行拍摄。
星辰科学城这个名字,听起来很陌生。
但里面却建设了一批大科学装置!
早在去年7月份。
星辰大学就出资500亿元,建造50座大科学装置。
今年2月上旬,星辰大学又追加200亿元资金,投入至50座大科学装置上,并配套建设相关科研机构。
在星辰建筑有限公司强大的基建能力下。
涵盖30座大科学装置的“星辰科学城”,顺利竣工并完成验收。
走进星辰科学城内部。
数百栋形态各异的现代化建筑物,井然有序的屹立着,看上去宏伟壮观。
副校长杨奇,介绍道:“各位领导,星辰科学城占地面积12平方公里,拥有30座大科学装置。
其中包括综合极端条件实验装置、超瞬态实验装置、高能同步辐射光源、地球系统数值模拟装置、多模态跨尺度生物医学成像设施、高速列车双向动模型试验装置等大科学装置。
每一台大科学装置,都是毋庸置疑的国之重器!”
话音落下。
章华和刘海潮,暗暗点头。
500米口径球面射电望远镜(FASt)建成后,屡屡在新闻上刷屏,让社会各界明白大科学装置的能力和重要性。
同为大科学装置。
想必星辰科学城内的30座大科学装置,都会有匪夷所思的能力。
接下来。
众人首先来到【综合极端条件实验装置】所在的区域。
该装置所在的区域,总共有15栋建筑物,占地面积130亩。
走进其中。
里面处处都是高科技仪器。
杨奇介绍道:“综合极端条件实验装置,总投资6.9亿元,是一种能够同时模拟极低温(接近绝对零度)、超高压(约300万倍标准大气压)、强磁场(地球磁场的50万倍)、超快光场(阿秒级脉冲)等极端环境的大型科研装置。
该装置涵盖物性表征平台、量子调控平台、超快动力学表征平台、高温高压大体积材料研究平台,以及相关技术支撑平台。
它就像一个‘物质调控器’,通过极端条件改变物质特性,能帮助科学家揭示高温超导体、量子材料等前沿领域的科学规律,极大提升我国在物质科学及相关领域的基础研究和应用基础研究综合实力……”
随着介绍。
在场众人,顿时明白了该大科学装置的作用。
地球环境里。
平均温度为15摄氏度。
标准大气压约100千帕。
地球磁场约0.5高斯。
普通的实验室,温度、磁场、压力等等,都是在一定区间内的。
而综合极端条件实验装置,却能模拟最极端的环境,创造接近零下273摄氏度的温度,创造300帕斯卡的超高压强、创造26特斯拉的强磁场、创造100阿秒以下的超快光场,有助于科研人员发现更多新奇的物理现象。
萧哲从旁开口道:“章城主、刘区主,在科研领域,利用极端实验环境取得重大创新突破,已经成为科学研究发展的一种重要方式。
比如,1985年诺贝尔物理学奖的‘整数量子霍尔效应’,是在极低温+强磁场的综合极端条件下发现的。
比如,1996年诺贝尔物理学奖的‘氦-3超流’,是在极低温+高压+强磁场的综合极端条件下发现的。
比如,1998年诺贝尔物理学奖的‘分数量子霍尔效应’,是在极低温+强磁场的综合极端条件下发现的。
由此可见。
极端条件下,科学家们可以发现和揭示许多在正常条件下观察不到的奇异物理特性,从而探索新规律,开辟新应用,合成新材料,制备新器件,拓展人类认识自然、改造自然、造福人类的能力。”
闻言,章华和刘海潮赞叹不已。
他们可以预见到。
综合极端条件实验装置的建成,兴许能成为“诺贝尔奖诞生的摇篮”!
接下来。
众人在该装置的一处高压原位多物理量协同测量实验站内,亲眼观看一个小实验。
科研人员,用一个加压设备,利用中间的金刚石对顶,实现高压的环境。
他把水从装置中心一滴一滴加进去的同时,装置中心部分的压力也在不断加大。
紧接着,水的形态慢慢出现变化。
随着压力不断加强。
液态的水,竟然变成了固态,结成了冰。
科研人员介绍道:“各位领导,这个实验名为高压热冰实验。
在室温的条件下,水应该是液态的,在冬天到零摄氏度会结成冰,这是传统的冰。
但是在高压下,在室温的条件下,当加到一万个大气压左右的时候,水也会结成冰,就是因为压力可以有效缩短原子间距,氢和氧的距离就变小,它在压力下就会形成新的一种结构,具有冰的结构,我们叫高压热冰。
水在结冰的过程中,它的体积是膨胀的。
而我们这个高压热冰,它的密度是比水大的,1.4克每立方厘米,所以高压下能够发现很多在常规条件下,没法看到的新的物质状态,拓展我们认知物质世界的边界,探索新的一些物理现象。”
听到这话。
在场众人微微点头。
尽管这是个小实验。
但他们却意识到综合极端条件实验装置的作用!
……
片刻之后。
章华、刘海潮、萧哲、杨奇一行人,来到【超瞬态实验装置】前。
该装置所在的区域,占地面积500亩。
杨奇介绍道:“各位领导,超瞬态实验装置,总投资10亿元,由‘高通量同步辐射光源’和‘超瞬态电子显微镜’两大核心部分组成,分别采用强穿透力的x射线和超快电子,作为观察物质内部构造和微观世界的工具。
它可以精确到‘飞秒’+‘埃米’的双重维度下,进行科学研究。
简单来说。
它能在头发丝的60万分之一的空间上,以1秒的一千万亿分之一为时间单位,来研究物质的瞬息变化。”
科普的同时。
众人开始参观“超瞬态电子显微镜集群”。
该集群,拥有星辰大学自主研发的世界首套超瞬态自旋极化低能电子显微镜、世界领先的四维透射电镜,以及集成化电子显威平台,能实现对物质在力、热、磁、电、辐照等多种激发下的多维多尺度多信息耦合表征。
杨奇继续科普道:“超瞬态电子显微镜集群,相当于一个显微镜,可以观察肉眼难以分辨的物质内部结构,作为微观世界的工具,来为各个领域的研究规划设计提供条件。
只需要通过光照,就能知道某件样品的微观结构。
未来,超瞬态实验装置,将充分发挥电子探针在空间尺度、光子探针在时间尺度各自表征优势,重点解决先进制造、先进材料、新能源、电子信息等领域共性关键技术需求。
从而开展高温燃烧机理、3d打印、新材料、微纳电子、固态及新燃料电池、癌症早期诊断与放疗等基础研究和产业融通创新。”
接着,众人又来到“高通量同步辐射光源”内部。
“高通量同步辐射光源”是一座能提供低发射度、高流强和高通量光源为特色的同步辐射装置,能产生高通量的光,照在大的样品上,看它的材料结构以及材料成分。
简单参观一遍后。
众人赞叹不已。
现阶段,超瞬态实验装置,是国际上首次明确在时间尺度上提出两种探针相互耦合的大科学装置,能带领人们走进“瞬息世界”,探寻物质内部构造。
这座大科学装置启用后,肯定能创造无限可能!
……
片刻之后。
众人来到【高速列车动模型模拟实验装置】前。
该装置最特殊的地方,是一条264米长的铁轨。
轨道上,伴随着震耳欲聋的轰鸣声,两列身材小巧的“迷你高铁”,瞬间提速至300公里,呼啸着擦肩而过,如闪电般划过轨道。
不到10秒钟。
两列高铁模型,同步刹停。
与此同时。
行驶错车过程中的气动数据,全部被平台获取。
该大科学装置的负责人赵国伟,对众人介绍道:“各位领导,眼前的大科学装置,就是世界规模最大、实验速度最高的双向运行高速列车动模拟试验平台。
而你们看到的‘迷你高铁’,其实是星辰大学自主研发的星辰动车组样车的等比例缩小版,只有真车的八分之一。
它小巧的车身上,每处细节都严格根据星辰动车组样车制作。
我们每天都在这个试验平台上,反复检验,不断调试‘身型’,从而得出最优的气动设计方案。
这个平台研发之前。
列车的气动外形设计,大多借助风洞实验完成。
但风洞实验,没有考虑列车与轨道的相对运动。
明线交会、隧道通行、隧道会车等大量场景,仅靠风洞无法模拟,必须让列车真实地跑起来,于是有了这个试验平台。”
听到这话。
章华和刘海潮,非常吃惊。
高速列车诞生之前。
龙国的铁路运行最高时速,仅仅为160公里。
1999年,龙国第一代电力动车组“大白鲨”,设计时速200公里。
1999年,龙国第一条高速铁路开工,设计时速200公里,计划于2003年通车。
2000年,龙国首批批量化生产的时速200公里动车组“蓝箭”诞生。
而现在……
星辰大学,却在研发时速300公里的高速列车。
如果今后顺利研发完成的话。
那龙国高速列车的时速,将达到夸张的300公里!
章华询问道:“赵主任,你们这个试验平台只有264米。
但实际的铁路运行中,列车从起步至时速达到300公里,通常需要行驶几十公里。
264米的距离,还不够让列车热身吧?”
“没错!”
赵国伟点头道:“现在条件有限,我们只能在‘螺丝壳里道场’。
我们设计研发该平台时,采用大号空气炮,作为列车模型的动力源。
高压气体推动轨道下方的活塞,模型就能快速加速前进。”
说完,他指着试验平台不远处的两个巨大储气罐:“它们根据模型所需的时速,释放不同压力的高压气体,通过压缩空气间接加速技术,加压至3兆帕的气流,仅需约50米的距离,就能带动重量约100公斤的模型列车,加速至300公里的时速,方便我们开展试验数据采集。
刹车方面,我们运用磁铁的非接触磁涡流减速方案,让列车模型可以在100米的距离内稳稳刹停。
在这个平台上。
我们会根据空气动力学试验结果,不断挑战各项参数,反复打磨、精雕细琢,确定星辰动车组的车头样式、外形高度、车厢间缝隙、受电弓、转向架、轮轨噪声、气动噪声等参数。
理论上来说,只要我们不断钻研。
高速列车动模型模拟实验装置,可以研发出时速500公里的高速列车!”
听到这话。
在场众人赞叹点头。
该平台上的每一次试验,都在冲击龙国高速列车的运营速度极限,为后续时速更快的高铁列车诞生,创造有利的条件。
可以预想的是。
随着时间推移。
这个试验平台上,将见证龙国列车速度,以及龙国速度!
……
离开【高速列车动模型模拟实验装置】后。
众人又参观了其他的大科学装置。
【复现高超声速飞行条件激波风洞】,能复现约30倍声速的飞行条件,为高超声速飞行器的研制提供重要支撑。
【多模态跨尺度生物医学成像设施】,能融合光、声、电、磁、核素、电子等成像方式,提供从埃到米、从微秒到小时跨越十个空间与时间尺度研究生命问题的能力,支撑脑科学、肿瘤、心血管疾病等生物医学问题研究。
【地球系统数值模拟装置】,能把地球系统“搬进”实验室,用数值和算法来模拟大气、海洋、陆表、植被、海冰等圈层中的物理、化学和生态过程,重现地球的过去、模拟地球的现在、预测地球的未来。
【先进阿秒激光设施】,具有阿秒时间分辨能力和高度时空相干性特种的综合型超快电子动力学研究设施,实现从纳米-软x射线到毫米-太赫兹的全波长覆盖,实现超高时间分辨、空间分辨、能量分辨的光-电-磁-热综合实验平台,是具有世界先进水平的阿秒激光设施。
【材料基因组平台】,涵盖电子信息、航空航天、能源、生物医用及智能仿生人、先进光电、高性能高分子、功能材料等领域,能加速新材料的研发和工程化应用,为龙国材料科学领域实现跨越式赶超,提供重要技术支撑。
【全超导托卡马克核聚变实验装置】,主机部分高11米,直径8米,重400吨,由超高真空室、纵场线圈、极向场线圈、内外冷屏、外真空杜瓦、支撑系统等部件,能开展一系列核聚变领域的相关研究。
由于时间的关系。
众人不可能在一天内就参观完星辰科学城的30座大科学装置。
例如【先进载运和测量技术综合实验平台】、【国家精密重力测量研究设施】、【聚变堆主机关键系统综合研究设施】、【稳态强磁场】、【同步辐射光源】、【重离子加速器】等大科学装置,都没有前去参观。
除此以外。
星辰大学出资建设的许多大科学装置,都位于其他省市。
比如,位于汌省稻城海子山4410米海拔的拉索宇宙线观测站。
比如,位于粤东省江们地下700米的中微子实验中心探测器。
比如,位于粤东省莞城的散裂中子源装置。
……
当新闻媒体大肆报道星辰科学城后。
社会各界都惊叹连连。
大科学装置,不仅仅是烧钱的“吞金兽”,也是会下金蛋的“科技母鸡”。
科学界有数据统计。
每投入1元科研经费,就能撬动产业链10元的经济效益。
可以预想的是。
星辰大学拥有128个学科实验室、400家顶级科研机构,以及50座大科学装置之后,科研水平肯定会举世无双,产生一系列惊艳世界的科研成果!