年轻人徒手“搓”出大科学装置
发布时间:2025-01-27 15:20:09
复旦大学邯郸校区的一个小院里,藏着一件“镇院神器”——上海电子束离子阱装置。之所以说它是“神器”,主要是因为这种相关领域全国唯一、全球也仅有8台的大科学装置,是几乎唯一一种可以稳定产生类日冕高温等离子体,从而开展太阳物理“天地联合实验”的装置。
中青报·中青网记者了解到,这个占据超过300平方米空间的“大家伙”,并不是买来的商业成品,而是由复旦大学核科学与技术系的教授和博士团队设计出一个个部件、组装起一个个螺栓,用10多年时间一点一点徒手“搓”出来的。
“最早的时候,它是我们系为军工研究建立的一个装置。随着我国科技的发展,现在我们用它来做更多的拓展性研究。”复旦大学核科学与技术系副教授杨洋参与了这台实验装置的更新工作,是当时徒手“搓”机器的“四大金刚”之一——当时,4名与他年龄相仿的复旦核科研究生在项目首席科学家的带领下,历时4年多,升级建造了一台全新的超级电子束离子阱装置。
目前,这台巨大的机器可以用来模拟恒星表面星冕区域的特殊环境。它具有无可替代的优势——能在1立方厘米空间里,同时实现极高真空、超强磁场和最高1.5亿摄氏度以上的极限环境,而与之一壁之隔(1立方厘米之外)却是零下270摄氏度的超低温区域与之共存。可以说是宇宙中少有的方寸之间极限两重天的环境。
“这台机器的外延有8条各具功能的管道,这些管道都指向中间一个核心区域,也就大约1立方厘米的空间。我们就是在这1立方厘米里面模拟出宇宙中恒星表面星冕的环境。”杨洋告诉记者,这就是科学的魅力所在——为了研究某个问题,你可能需要在数百平方米的大装置中构建出一块1立方厘米的特殊空间,并在这个极限小空间里做实验、取数据。
杨洋介绍,当时这台装置中的许多模块,都是全国首创。既买不到现成的成品,也没有国外经验可以借鉴。这台装置的“一砖一瓦”都要靠师生自己设计图纸、找工厂来加工制作。“四大金刚”的一个重要工作,就是到工厂去蹲点,和工人师傅一起,一点一点把某个需要的零部件,通过工艺上的不断打磨,加工和制作出来。零部件回来后,还要学生们自己动手安装到这个装置上去。
安装过程本身,也会面临各种问题。