“大国重器”集聚，怀柔科学城产出系列国际先进成果
高能同步辐射光源正在迈向“第一束光”，“地球模拟器”不断升级，综合极端条件实验装置助力探索未知世界……怀柔综合性国家科学中心已经进入建设与运行并重的新阶段，重大科技基础设施集群在这里加速形成，已布局了37个科学设施，推动一系列国际先进的原创成果涌现。4月29日，该成果在2024中关村论坛年会重大成果专场发布会上亮相。
在“追光”的道路上，中国科学院高能物理研究所的科研团队正在加速奔跑。去年3月，位于怀柔科学城的高能同步辐射光源直线加速器满能量出束，将电子加速至500兆电子伏特；11月，增强器成功出束，进一步将电子能量增强加速到6000兆电子伏特；12月，随着最后一台磁铁就位，储存环主体设备安装闭环。
关键节点建设接连告捷，让高能同步辐射光源的“第一束光”的发出离我们越来越近。建成后，高能同步辐射光源将成为世界上亮度最高的第四代同步辐射光源之一，“照亮”航空航天、能源环境、生物医药等领域的科学研究。
反演地球的过去，观察地球的现在，预测地球的未来……在怀柔科学城东区，以超级计算机“硅立方”为大脑的“地球”，能模拟与真实地球一样的风云变幻。
去年11月，中国科学院地球系统模式CAS-ESM2.0开源发布。这套系统历经中国科学院大气物理研究所两代科学家的攻坚，成为我国首个具有自主知识产权的“完整”地球系统模式。“地球系统的变化很复杂，但底层的演变依然有规律。”中国科学院大气所正高级工程师张贺介绍，这套系统通过总计约270万行地球系统模拟程序代码，成为地球系统科学研究的“实验室”，利用超级计算机的“大脑”对地球气候环境变化进行数值模拟。未来，系统将耦合大陆冰盖、城市效应、人类活动等过程，持续为防灾减灾、应对气候变化等全球挑战提供决策依据。
一枚看似平平无奇的晶体，内部竟存在着一种新的物态——量子自旋超固态。这个重要发现，就是我国科研团队通过位于怀柔科学城的综合极端条件实验装置“看”到的，首次证实了此前科学界对超固态物质存在的猜想。
“我们研究极端条件下的物理，当然需要极端环境的支持，才能看到新奇的物态。国内目前能做这样极端环境实验的地方很少，综合极端条件实验为我们提供了几十毫开的极低温环境，在非常接近绝对零度的条件下，量子物质展现了不肯轻易示人的一面。”中国科学院理论物理研究所研究员李伟介绍，将这种晶体置于接近绝对零度的环境中，它呈现出一种神奇的量子态，量子自旋处于规则排布的“固体状态”与相位协调一致的“超流状态”的量子叠加。
在量子科学、深空探测等尖端领域，极低温制冷技术的应用极为关键。李伟与合作者利用这种新发现的晶体材料，通过绝热去磁技术获得了94毫开，即零下273.056摄氏度的极低温，无需极为稀缺的氦-3元素，也能实现极低温制冷。
当前，怀柔科学城科学设施开放共享成效显著，综合极端条件实验装置等7个科学设施平台累计服务国内外用户330余家，累计对外开放机时超过80万小时，支持研究课题1000余项。微型化三光子显微镜等200余项重大科技成果已从怀柔科学城诞生，形成重大发明专利263项。
来源：北京日报客户端 记者刘苏雅,王海欣
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