“磁場攀登者”的極限突破

日前，中國科學院合肥物質科學研究院高場磁體技術青年創新先鋒隊獲評第29屆中國青年五四獎章集體。團隊現有33名青年科研人員，平均年齡在35歲以下，這群“磁場攀登者”所研制的混合磁體，創造了45.22特斯拉穩態磁場的世界紀錄，推動我國高場磁體技術發展達到新高峰。

創造奇跡的“科學島”

中國科學院合肥物質科學研究院坐落於一座三面環水的半島。這裡孕育了一個個科技成果，創造了一個個世界紀錄，被大家親切地稱為科學島。

2024年9月22日，科學島上傳來好消息，高場磁體技術青年創新先鋒隊自主研制的水冷磁體產生42.02特斯拉的穩態磁場，打破了2017年由美國國家強磁場實驗室水冷磁體產生的41.4特斯拉的世界紀錄，使我國擁有了全世界最好的穩態強磁場實驗條件。這也是團隊繼2022年混合磁體創造45.22特斯拉的世界紀錄之后，取得的又一項重大技術突破。

高場磁體技術青年創新先鋒隊在45.22特斯拉混合磁體前合影。

破紀錄前夕，在這座靜謐的小島上，團隊所在的實驗大樓燈火通明，團隊成員的注意力都集中在跳動著數據曲線的屏幕上。讓大家沒想到的是，水冷磁體突然出現異響，系統緊急啟動了保護預案。33歲的水冷磁體保護系統負責人任亭亭趕緊從控制台調閱數據。短暫討論后，團隊決定打開磁體，查明原因。當天夜裡，團隊成員各司其職——磁體組拆卸磁體、水冷組開始提純、中控組校核測量參數、電源組檢查電源一致性……最終，診斷出異響來源於一個小小的密封圈。

凌晨4點，團隊再次啟動磁體聯調，磁場測試組測到核磁信號，危機解除。上午10時18分，42.02特斯拉的穩態磁場數值定格在屏幕上，團隊成員難掩激動的笑容，他們再次刷新了世界紀錄。

這些笑容的背后，是700多個日夜的煎熬。房震是水冷磁體負責人和先鋒隊隊長，在他的辦公桌抽屜裡，珍藏著一沓厚厚的實驗記錄，上面記滿了失敗的數據。“我們經歷過3次重大挫折，最艱難時，磁體場強怎麼也上不去，被一些瓶頸問題卡了整整8個月。”

讓磁場下的“故事”更精彩

“強磁場就像一個顯微鏡，在它的放大下，通過人為干預和觀察，可以揭示物質的內在規律。”強磁場科學中心學術主任匡光力表示，磁場越強，物質內部展開的“故事”就越精彩，科學發現的機遇就越多。產生盡可能高的磁場，能為我國基礎學科科學家提供更好的實驗條件。

然而，要產生更高的磁場並不容易。在團隊實驗室裡，有一間特殊的“失敗倉庫”，堆滿了各種變形、熔毀的磁體部件，記錄著這群青年人攀登“磁場高峰”的足跡。房震指著一個個變形、熔毀的比特片說：“這是我們團隊的‘錯題本’。”

日積月累練就的過硬技術，是緊急時刻的十足底氣。中控系統負責人張俊回憶，在2022年沖擊混合磁體穩態磁場世界紀錄的關鍵節點，保護系統的告警指示燈時不時出現秒級的“眨眼式”閃爍。這個轉瞬即逝的異常，在常人眼中或許可以忽略，卻逃不過團隊成員的“火眼金睛”。

“我們連續3周在實驗室監測排查，把磁體及技術裝備系統狀態與保護系統狀態一一比對，最終發現異常由其他系統變頻器造成，並及時解決了問題。”張俊說，“如果磁體線圈遇到故障，沒能實現及時保護，可在1秒內燒毀整個線圈，造成上百萬元的損失。”

電源系統負責人王燦的工位上，整齊排列著20多種電源調試工具。團隊成員會定期進行“故障推演”，模擬各種極端情況，在應急處置中已形成肌肉記憶。2024年9月下旬，團隊距離重要突破越來越近，大屏幕卻突然顯示電流紋波異常。一次次的故障調試讓團隊成員積累了豐富經驗，王燦第一時間拿起特制扳手前往設備間，僅用15分鐘就完成了故障定位和器件更換。

團隊中，水冷系統小組以工程屬性強、任務繁重著稱。這個小組裡，女性成員佔據半壁江山，唐佳麗是團隊中唯一一位女性系統負責人。水冷系統體量龐大、設備眾多，一個不起眼的小問題都可能導致整個制冷系統停機。要確保水冷磁體在極端場強下穩定運行，需要過硬的專業能力和絕對的細致認真。面對繁重的建設運維任務，唐佳麗說：“出現突發故障需要緊急處理時，我們組的小伙伴從未缺席。”

“磁場攀登者”的精神接力

在科學島的中心位置，有一棟紅色的小樓——中國科學院合肥物質科學研究院科學家精神教育基地。每一位新入職的科研人員，都要現場聆聽科學島老一輩科學家的故事。入口處的“重器巨帙 融合開放”八個字，見証著一代代科學島人的精神傳承。

2019年那個悶熱的夏夜，團隊成員至今記憶猶新。當混合磁體沖擊45特斯拉再次失超時，屏幕上的曲線戛然而止，實驗室裡的氣氛變得沉重起來。

在科研攻關的艱難時刻，團隊成員從科學家精神中找尋動力源泉。不久，團隊創立了“青年講堂”，定期邀請老科學家講述在科學領域開疆拓土的故事。“穩態強磁場實驗裝置”項目首席專家和總工程師高秉鈞、強磁場科學中心首席科學家張裕恆院士等前輩，向青年人講述了幾十年來強磁場科學與技術發展的歷程。

老一輩科學家永不言棄的精神，鐫刻在團隊每個年輕人心裡。作為新一代的團隊負責人，房震一直銘記著前輩們常說的話：“磁場攀登就像跑馬拉鬆，不是看誰起步快，而是比誰能堅持到最后。”獲評中國青年五四獎章集體后，這個年輕的團隊並沒有停下腳步。在他們的日程表上，已經列出了新的目標——55特斯拉混合磁體裝置、下一代高場水冷磁體、新型超導材料應用……

磁場每提高1特斯拉，就可能打開一扇新的科學大門。房震指著一幅標記著全球強磁場實驗室位置的世界地圖，說出了團隊的目標：“我們要去搶佔極端條件領域的科技制高點。”新的紀錄，正等待這群“磁場攀登者”標上中國印記。

（來源：《旗幟》2025年第7期﹔作者單位：中國科學院合肥物質科學研究院）

( 編輯：孫麗   送簽：鐘鳴   簽發：林燕 )