中科院物理所實驗室參觀紀實

非常有幸成為2019年北京市物理高級研修班學(xué)員,并走進中科院物理所進行深度觀摩學(xué)習(xí)歼秽。近距離和科研工作者以及科學(xué)研究接觸,大開眼界情组,感慨良多燥筷。

超導(dǎo)國家重點實驗室

3月28日下午,我們學(xué)習(xí)小組參觀了羅會仟老師負責(zé)的超導(dǎo)體國家重點實驗室院崇∷撩ィ科研工作者都是這樣樸實、和藹可親亚脆,羅老師非常熱情地接待了我們做院,并給我們介紹了實驗室正在進行的實驗以及實驗室概況。

羅會仟老師穿著工作服

實驗室正在進行超導(dǎo)材料的研究。羅老師給我們講解了超導(dǎo)材料的物理特性键耕,超導(dǎo)材料的發(fā)展簡史寺滚,現(xiàn)在科學(xué)家們關(guān)注的就是用不同材料合成屈雄,能夠在較高溫度下有超導(dǎo)性能的材料酒奶。實驗室要進行材料的生長惋嚎,并且對材料進行物理性能檢測另伍。

超導(dǎo)特性

科研工作者的工作看起來很枯燥,就是日復(fù)一日年復(fù)一年地進行看起來是重復(fù)的勞動勺爱,當(dāng)然形式上是重復(fù)琐鲁,但是內(nèi)涵上是在不斷創(chuàng)新绣否,改變某一個參數(shù)暴构,改變某一個條件取逾,看結(jié)果到底發(fā)生了怎樣的響應(yīng)误阻,最終得出最佳的狀態(tài)究反,那才是我們要的結(jié)果狼速,也許是經(jīng)過千百次的實驗才能得到的。

超導(dǎo)材料發(fā)展史

所以這個實驗室招研究生從來不單只招碩士,都是碩博連讀淮捆,因為僅僅碩士三年攀痊,還完不成一個完整的研究。

在實驗室里見識到了更精密的電流表棘街,電壓表承边,電源設(shè)備险污。羅老師現(xiàn)場給我們演示了對超導(dǎo)材料性能的檢測蛔糯。當(dāng)然要把超導(dǎo)體放在一個電路中。要測量超導(dǎo)體的電阻隨著溫度逐漸降低的變化情況淮逻,在電腦中實時顯示出圖像肩碟,就會看到超導(dǎo)體電阻為零的臨界點削祈。

科學(xué)家們自己搭的電路

需要給超導(dǎo)體降溫优幸,本次實驗需要降到2k以下羹饰。用的是氦碳却,需要用制冷壓縮機。降溫的裝置是科研人員們自己設(shè)計制作的,原來真正密封得好的居然不是我們中學(xué)物理實驗所見的用凡士林油,而是用金屬和普通的橡膠圈,當(dāng)需要制冷的溫度再低的時候,橡膠圈也不好用了焕盟,只能用很硬的金屬密封秋秤。這個和我想象的不一樣宏粤,為什么是硬的金屬呢?羅老師說他們很多時候做實驗就是在不斷擰螺絲灼卢,要做很多的體力活绍哎,需要用螺絲把兩個金屬間的壓力增大,這樣他們就能起到很好的密封作用鞋真。這時我忽然理解了崇堰,其實就是物體間距離足夠近的時候,達到了分子間引力作用的范圍涩咖。

還了解到一個信息就是海诲,氦的來源問題,因為國內(nèi)沒有這樣的礦產(chǎn)資源檩互,需要依賴進口特幔,所以實驗室設(shè)計了氦的回收系統(tǒng),回收率能夠達到98%闸昨。雖然回收系統(tǒng)在建造設(shè)計實驗室的時候增加了工作量,但是資源(特別是這種稀缺資源)的可回收利用真的是一件利國利民事。

我還問了一個問題句惯,既然中國沒有氦的礦藏儲備镐捧,我們可不可以利用氫元素的聚變來實現(xiàn)呢,但是后來自己又給否定掉了循诉,因為聚變也是很難發(fā)生的呀撰茎。

特別備注:在參觀的過程中,我覺得自己就是一個十萬個為什么打洼,不過這種參與的感覺很好龄糊。人生就是要不斷去探索,始終保持好奇心募疮。

降溫過程大約要歷時一個半小時炫惩,所以我們中間又參觀了其他的實驗,用x射線來給生長的材料拍照片阿浓,觀察他的特性他嚷。數(shù)據(jù)記錄用的都是科研工作者們自己編寫的程序。

給材料拍照片

了解了一下整個實驗室這些固定設(shè)備的經(jīng)費芭毙,幾十萬就算便宜的筋蓖,有些幾百萬甚至更多。記得魏洪祥老師的講座就曾經(jīng)說退敦,科研工作者們就是用國家的錢在做自己喜歡的事粘咖,果然是國家的好大一筆錢。

最貴最牛的就是一個生長爐——制作超導(dǎo)體材料的裝置侈百,高壓光學(xué)浮區(qū)單晶生長爐瓮下,全世界只有4臺翰铡,中國有兩臺,其中有一臺就在我們參觀的實驗室讽坏。恰好當(dāng)天這個爐子沒有在進行實驗锭魔,我們還可以看到它里面的樣子。它工作時噪音非常大路呜,整個實驗室?guī)缀鯖]法呆人迷捧。超導(dǎo)材料的生長需要高溫高壓等條件,這個爐子可以滿足這些需求胀葱,同時還可以用攝像頭監(jiān)控到里面的情況漠秋,因為工作時需要把它密封。為了使能量更聚焦巡社,利用了光加熱膛堤,反射面采用了一個橢球的拋物面,并且材料表面是鍍金的晌该。我們在電腦里看到了它工作過程的錄像肥荔,原來材料是通過這樣的方式合成的。

最貴的爐子

在實驗室里朝群,我們幾位老師又親自體驗了一下超導(dǎo)磁懸浮實驗燕耿,體驗了它的抗磁性。

終于正在降溫的超導(dǎo)體電阻馬上要降為0了姜胖,我們都集中到電腦屏幕前誉帅,等著那一個神奇時刻的來臨,突變就在那一時刻發(fā)生右莱。

零電阻發(fā)生時

心里莫名地感動蚜锨,原來一切都不是絕對的,隨著外在條件的變化慢蜓,內(nèi)在的秩序也在發(fā)生變化亚再,有時這種變化竟然是本質(zhì)上對立的。這是自然的邏輯晨抡,也是內(nèi)心的邏輯氛悬。

國家重點超導(dǎo)實驗室的科研工作者們,走在科技的最前沿耘柱,用他們創(chuàng)造性的工作如捅,踐行著科技強國的夢想,實驗室的多項研究在世界都處于領(lǐng)先地位调煎。

作為一個科研工作者镜遣,他們的價值和榮耀也就在這里,擔(dān)負著科技強國的使命汛蝙。原來我們的歲月靜好烈涮,就包括他們在負重前行朴肺。

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