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中国大科学装置群在上海崛起

导读: 浦东张江的“超级光源”将闪出更耀眼的光芒:今年夏天,能拍摄“分子电影”的软X射线自由电子激光装置,将有望得到第一束自由电子激光。

浦东张江的“超级光源”将闪出更耀眼的光芒:今年夏天,能拍摄“分子电影”的软X射线自由电子激光装置,将有望得到第一束自由电子激光;超强超短激光装置,将于年内完成挑战瞬时输出功率10拍瓦的“世界纪录”;上海光源二期线站也在紧锣密鼓地建设中……

算上已经建成的国家蛋白质科学中心、已经开工的活细胞结构和功能成像平台等,上海张江已成为世界上大科学装置密度最高的地区。依托先进的大科学基础设施群,这里已集聚起全球高端创新资源,向着跻身世界一流实验室行列的目标不断接近。

超强超短激光实验装置

大科学装置群营造大科学生态

去年2月,上海张江综合性国家科学中心获批建设。一年来,超强超短激光实验装置、软X射线自由电子激光用户装置、活细胞结构与功能成像平台等顶级大科学装置,实现了当年立项、当年开工的目标,展现出令人赞叹的“上海速度”。

“这些项目建成后,张江地区将成为全球规模最大、种类最全、综合能力最强的光子大科学设施集聚地之一。”上海市科委主任寿子琪说,目前张江还在积极争取硬X射线自由电子激光装置、高效低碳气轮机实验装置、国家生物医药大数据等项目落地。

前沿探索的科研利器汇聚,一个世界级基础研究平台呼之欲出。眼下,超强超短激光装置正在冲击10拍瓦的“世界纪录”,它的未来目标是100拍瓦。

它的“前身”———中科院上海光学精密机械研究所的嘉定园区内,1拍瓦的超强超短激光装置已开始科学实验探索。去年,我国科学家已利用该装置产生了反物质,成果列入2016年中国十大科技进展新闻。

超强超短激光装置项目负责人、上海光机所研究员冷雨欣说,比建造一个“世界第一”的装置更重要的,是让更多优秀科学家利用装置,做最前沿的基础原创性研究。

已建成运行8年的上海光源,截至去年底,共接待用户3.2万多人次,发表论文3200多篇。比这更重要的是,它更加强烈地激发出了中国科学家探索前沿的热情和勇气。曾参与光源建设,目前正负责二期线站工程的中科院上海应用物理研究所研究员邰仁忠说,8年来,光源机时一直供不应求,中国科学家已从被动使用光源,到根据自己学科的发展需求,对光源线站建设提出明确需求。围绕上海光源,一个冲击前沿的创新生态氛围正在形成。

大科学装置群呼唤大科学计划

事实上,张江综合性国家科学中心的建设,已经引起国际科技界的广泛关注。中科院上海应用物理研究所党委书记赵明华告诉记者,已进入可行性研究阶段的硬X射线自由电子激光,建成后将成为世界上最先进的同类装置。闻讯后,“一些身在海外的华人科学家主动联系我们,表示想到张江工作,他们有的已在美国工作20多年,这个装置很可能把他们吸引回国”。

作为当今全球生命科学领域首家综合性大科学装置,上海蛋白质设施已经吸引了国内外近200家单位、1.3万多人次科学家,开展2000多项重大前沿创新课题研究。中心主任雷鸣认为,评判一个大科学装置的功用,应该看它关注了多少根本而重大的科学问题,“张江大科学装置群的崛起,正呼唤与之相匹配的大科学计划。”

放眼全球,大科学装置的崛起无不推动和孕育着超越前人的创新。例如美国布鲁克海文国家实验室聚集了同步辐射光源、成像设施、相对论重离子对撞机、自由电子激光等一大批重要的科研装置,1947年至今,该实验室催生了至少7个诺贝尔科学奖。而作为世界高能物理研究的高地,欧洲核子中心也成就了多个国际大科学计划,比如大型强子对撞机,以及由华裔物理学家丁肇中领导的阿尔法磁谱仪项目等。

在建设具有全球影响力的科技创新中心的历史机遇下,作为赶超者的张江大科学装置群,正等待着创新灵魂的注入。据市科委总工程师傅国庆介绍,正在谋划的张江综合性实验室的主要构架是“1+N”。“1”指一个大科学设施群,“N”指若干研究方向,包括光子科学与技术、生命科学、能源科技、类脑智能、纳米科技等。这意味着,张江国家科学中心已在各学科领域前沿筑好“巢穴”,引“凤”前来。

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