第112章 星辰科學城建成,科研水平舉世無雙!
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3月20日。
深城,鹽鈿區。
深城城主章華、鹽鈿區區主劉海潮、星辰大學校長蕭哲、副校長楊奇一行人,來到剛剛竣工的星辰科學城視察。
媒體記者們,隨行進行拍攝。
星辰科學城這個名字,聽起來很陌生。
但裏麵卻建設了一批大科學裝置!
早在去年7月份。
星辰大學就出資500億元,建造50座大科學裝置。
今年2月上旬,星辰大學又追加200億元資金,投入至50座大科學裝置上,並配套建設相關科研機構。
在星辰建築有限公司強大的基建能力下。
涵蓋30座大科學裝置的“星辰科學城”,順利竣工並完成驗收。
走進星辰科學城內部。
數百棟形態各異的現代化建築物,井然有序的屹立著,看上去宏偉壯觀。
副校長楊奇,介紹道:“各位領導,星辰科學城占地麵積12平方公裏,擁有30座大科學裝置。
其中包括綜合極端條件實驗裝置、超瞬態實驗裝置、高能同步輻射光源、地球係統數值模擬裝置、多模態跨尺度生物醫學成像設施、高速列車雙向動模型試驗裝置等大科學裝置。
每一台大科學裝置,都是毋庸置疑的國之重器!”
話音落下。
章華和劉海潮,暗暗點頭。
500米口徑球麵射電望遠鏡fast)建成後,屢屢在新聞上刷屏,讓社會各界明白大科學裝置的能力和重要性。
同為大科學裝置。
想必星辰科學城內的30座大科學裝置,都會有匪夷所思的能力。
接下來。
眾人首先來到【綜合極端條件實驗裝置】所在的區域。
該裝置所在的區域,總共有15棟建築物,占地麵積130畝。
走進其中。
裏麵處處都是高科技儀器。
楊奇介紹道:“綜合極端條件實驗裝置,總投資6.9億元,是一種能夠同時模擬極低溫接近絕對零度)、超高壓約300萬倍標準大氣壓)、強磁場地球磁場的50萬倍)、超快光場阿秒級脈衝)等極端環境的大型科研裝置。
該裝置涵蓋物性表征平台、量子調控平台、超快動力學表征平台、高溫高壓大體積材料研究平台,以及相關技術支撐平台。
它就像一個‘物質調控器’,通過極端條件改變物質特性,能幫助科學家揭示高溫超導體、量子材料等前沿領域的科學規律,極大提升我國在物質科學及相關領域的基礎研究和應用基礎研究綜合實力……”
隨著介紹。
在場眾人,頓時明白了該大科學裝置的作用。
地球環境裏。
平均溫度為15攝氏度。
標準大氣壓約100千帕。
地球磁場約0.5高斯。
普通的實驗室,溫度、磁場、壓力等等,都是在一定區間內的。
而綜合極端條件實驗裝置,卻能模擬最極端的環境,創造接近零下273攝氏度的溫度,創造300帕斯卡的超高壓強、創造26特斯拉的強磁場、創造100阿秒以下的超快光場,有助於科研人員發現更多新奇的物理現象。
蕭哲從旁開口道:“章城主、劉區主,在科研領域,利用極端實驗環境取得重大創新突破,已經成為科學研究發展的一種重要方式。
比如,1985年諾貝爾物理學獎的‘整數量子霍爾效應’,是在極低溫+強磁場的綜合極端條件下發現的。
比如,1996年諾貝爾物理學獎的‘氦3超流’,是在極低溫+高壓+強磁場的綜合極端條件下發現的。
比如,1998年諾貝爾物理學獎的‘分數量子霍爾效應’,是在極低溫+強磁場的綜合極端條件下發現的。
由此可見。
極端條件下,科學家們可以發現和揭示許多在正常條件下觀察不到的奇異物理特性,從而探索新規律,開辟新應用,合成新材料,製備新器件,拓展人類認識自然、改造自然、造福人類的能力。”
聞言,章華和劉海潮讚歎不已。
他們可以預見到。
綜合極端條件實驗裝置的建成,興許能成為“諾貝爾獎誕生的搖籃”!
接下來。
眾人在該裝置的一處高壓原位多物理量協同測量實驗站內,親眼觀看一個小實驗。
科研人員,用一個加壓設備,利用中間的金剛石對頂,實現高壓的環境。
他把水從裝置中心一滴一滴加進去的同時,裝置中心部分的壓力也在不斷加大。
緊接著,水的形態慢慢出現變化。
隨著壓力不斷加強。
液態的水,竟然變成了固態,結成了冰。
科研人員介紹道:“各位領導,這個實驗名為高壓熱冰實驗。
在室溫的條件下,水應該是液態的,在冬天到零攝氏度會結成冰,這是傳統的冰。
但是在高壓下,在室溫的條件下,當加到一萬個大氣壓左右的時候,水也會結成冰,就是因為壓力可以有效縮短原子間距,氫和氧的距離就變小,它在壓力下就會形成新的一種結構,具有冰的結構,我們叫高壓熱冰。
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水在結冰的過程中,它的體積是膨脹的。
而我們這個高壓熱冰,它的密度是比水大的,1.4克每立方厘米,所以高壓下能夠發現很多在常規條件下,沒法看到的新的物質狀態,拓展我們認知物質世界的邊界,探索新的一些物理現象。”
聽到這話。
在場眾人微微點頭。
盡管這是個小實驗。
但他們卻意識到綜合極端條件實驗裝置的作用!
……
片刻之後。
章華、劉海潮、蕭哲、楊奇一行人,來到【超瞬態實驗裝置】前。
該裝置所在的區域,占地麵積500畝。
楊奇介紹道:“各位領導,超瞬態實驗裝置,總投資10億元,由‘高通量同步輻射光源’和‘超瞬態電子顯微鏡’兩大核心部分組成,分別采用強穿透力的x射線和超快電子,作為觀察物質內部構造和微觀世界的工具。
它可以精確到‘飛秒’+‘埃米’的雙重維度下,進行科學研究。
簡單來說。
它能在頭發絲的60萬分之一的空間上,以1秒的一千萬億分之一為時間單位,來研究物質的瞬息變化。”
科普的同時。
眾人開始參觀“超瞬態電子顯微鏡集群”。
該集群,擁有星辰大學自主研發的世界首套超瞬態自旋極化低能電子顯微鏡、世界領先的四維透射電鏡,以及集成化電子顯威平台,能實現對物質在力、熱、磁、電、輻照等多種激發下的多維多尺度多信息耦合表征。
楊奇繼續科普道:“超瞬態電子顯微鏡集群,相當於一個顯微鏡,可以觀察肉眼難以分辨的物質內部結構,作為微觀世界的工具,來為各個領域的研究規劃設計提供條件。
隻需要通過光照,就能知道某件樣品的微觀結構。
未來,超瞬態實驗裝置,將充分發揮電子探針在空間尺度、光子探針在時間尺度各自表征優勢,重點解決先進製造、先進材料、新能源、電子信息等領域共性關鍵技術需求。
從而開展高溫燃燒機理、3d打印、新材料、微納電子、固態及新燃料電池、癌症早期診斷與放療等基礎研究和產業融通創新。”
接著,眾人又來到“高通量同步輻射光源”內部。
“高通量同步輻射光源”是一座能提供低發射度、高流強和高通量光源為特色的同步輻射裝置,能產生高通量的光,照在大的樣品上,看它的材料結構以及材料成分。
簡單參觀一遍後。
眾人讚歎不已。
現階段,超瞬態實驗裝置,是國際上首次明確在時間尺度上提出兩種探針相互耦合的大科學裝置,能帶領人們走進“瞬息世界”,探尋物質內部構造。
這座大科學裝置啟用後,肯定能創造無限可能!
……
片刻之後。
眾人來到【高速列車動模型模擬實驗裝置】前。
該裝置最特殊的地方,是一條264米長的鐵軌。
軌道上,伴隨著震耳欲聾的轟鳴聲,兩列身材小巧的“迷你高鐵”,瞬間提速至300公裏,呼嘯著擦肩而過,如閃電般劃過軌道。
不到10秒鍾。
兩列高鐵模型,同步刹停。
與此同時。
行駛錯車過程中的氣動數據,全部被平台獲取。
該大科學裝置的負責人趙國偉,對眾人介紹道:“各位領導,眼前的大科學裝置,就是世界規模最大、實驗速度最高的雙向運行高速列車動模擬試驗平台。
而你們看到的‘迷你高鐵’,其實是星辰大學自主研發的星辰動車組樣車的等比例縮小版,隻有真車的八分之一。
它小巧的車身上,每處細節都嚴格根據星辰動車組樣車製作。
我們每天都在這個試驗平台上,反複檢驗,不斷調試‘身型’,從而得出最優的氣動設計方案。
這個平台研發之前。
列車的氣動外形設計,大多借助風洞實驗完成。
但風洞實驗,沒有考慮列車與軌道的相對運動。
明線交會、隧道通行、隧道會車等大量場景,僅靠風洞無法模擬,必須讓列車真實地跑起來,於是有了這個試驗平台。”
聽到這話。
章華和劉海潮,非常吃驚。
高速列車誕生之前。
龍國的鐵路運行最高時速,僅僅為160公裏。
1999年,龍國第一代電力動車組“大白鯊”,設計時速200公裏。
1999年,龍國第一條高速鐵路開工,設計時速200公裏,計劃於2003年通車。
2000年,龍國首批批量化生產的時速200公裏動車組“藍箭”誕生。
而現在……
星辰大學,卻在研發時速300公裏的高速列車。
如果今後順利研發完成的話。
那龍國高速列車的時速,將達到誇張的300公裏!
章華詢問道:“趙主任,你們這個試驗平台隻有264米。
但實際的鐵路運行中,列車從起步至時速達到300公裏,通常需要行駛幾十公裏。
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264米的距離,還不夠讓列車熱身吧?”
“沒錯!”
趙國偉點頭道:“現在條件有限,我們隻能在‘螺絲殼裏道場’。
我們設計研發該平台時,采用大號空氣炮,作為列車模型的動力源。
高壓氣體推動軌道下方的活塞,模型就能快速加速前進。”
說完,他指著試驗平台不遠處的兩個巨大儲氣罐:“它們根據模型所需的時速,釋放不同壓力的高壓氣體,通過壓縮空氣間接加速技術,加壓至3兆帕的氣流,僅需約50米的距離,就能帶動重量約100公斤的模型列車,加速至300公裏的時速,方便我們開展試驗數據采集。
刹車方麵,我們運用磁鐵的非接觸磁渦流減速方案,讓列車模型可以在100米的距離內穩穩刹停。
在這個平台上。
我們會根據空氣動力學試驗結果,不斷挑戰各項參數,反複打磨、精雕細琢,確定星辰動車組的車頭樣式、外形高度、車廂間縫隙、受電弓、轉向架、輪軌噪聲、氣動噪聲等參數。
理論上來說,隻要我們不斷鑽研。
高速列車動模型模擬實驗裝置,可以研發出時速500公裏的高速列車!”
聽到這話。
在場眾人讚歎點頭。
該平台上的每一次試驗,都在衝擊龍國高速列車的運營速度極限,為後續時速更快的高鐵列車誕生,創造有利的條件。
可以預想的是。
隨著時間推移。
這個試驗平台上,將見證龍國列車速度,以及龍國速度!
……
離開【高速列車動模型模擬實驗裝置】後。
眾人又參觀了其他的大科學裝置。
【複現高超聲速飛行條件激波風洞】,能複現約30倍聲速的飛行條件,為高超聲速飛行器的研製提供重要支撐。
【多模態跨尺度生物醫學成像設施】,能融合光、聲、電、磁、核素、電子等成像方式,提供從埃到米、從微秒到小時跨越十個空間與時間尺度研究生命問題的能力,支撐腦科學、腫瘤、心血管疾病等生物醫學問題研究。
【地球係統數值模擬裝置】,能把地球係統“搬進”實驗室,用數值和算法來模擬大氣、海洋、陸表、植被、海冰等圈層中的物理、化學和生態過程,重現地球的過去、模擬地球的現在、預測地球的未來。
【先進阿秒激光設施】,具有阿秒時間分辨能力和高度時空相幹性特種的綜合型超快電子動力學研究設施,實現從納米軟x射線到毫米太赫茲的全波長覆蓋,實現超高時間分辨、空間分辨、能量分辨的光電磁熱綜合實驗平台,是具有世界先進水平的阿秒激光設施。
【材料基因組平台】,涵蓋電子信息、航空航天、能源、生物醫用及智能仿生人、先進光電、高性能高分子、功能材料等領域,能加速新材料的研發和工程化應用,為龍國材料科學領域實現跨越式趕超,提供重要技術支撐。
【全超導托卡馬克核聚變實驗裝置】,主機部分高11米,直徑8米,重400噸,由超高真空室、縱場線圈、極向場線圈、內外冷屏、外真空杜瓦、支撐係統等部件,能開展一係列核聚變領域的相關研究。
由於時間的關係。
眾人不可能在一天內就參觀完星辰科學城的30座大科學裝置。
例如【先進載運和測量技術綜合實驗平台】、【國家精密重力測量研究設施】、【聚變堆主機關鍵係統綜合研究設施】、【穩態強磁場】、【同步輻射光源】、【重離子加速器】等大科學裝置,都沒有前去參觀。
除此以外。
星辰大學出資建設的許多大科學裝置,都位於其他省市。
比如,位於汌省稻城海子山4410米海拔的拉索宇宙線觀測站。
比如,位於粵東省江們地下700米的中微子實驗中心探測器。
比如,位於粵東省莞城的散裂中子源裝置。
……
當新聞媒體大肆報道星辰科學城後。
社會各界都驚歎連連。
大科學裝置,不僅僅是燒錢的“吞金獸”,也是會下金蛋的“科技母雞”。
科學界有數據統計。
每投入1元科研經費,就能撬動產業鏈10元的經濟效益。
可以預想的是。
星辰大學擁有128個學科實驗室、400家頂級科研機構,以及50座大科學裝置之後,科研水平肯定會舉世無雙,產生一係列驚豔世界的科研成果!
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