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作者:韩扬眉 来源: 中国科学报 发布时间:2026/2/27 7:55:36 选择字号:小 中 大
在“极端”条件下创造科学的无限可能

 

吕力(前排左一)团队在极低温强磁场量子输运和调控实验站进行研讨。物理所供图

■本报记者 韩扬眉

发现分数量子反常霍尔效应和里德堡莫尔激子态,解决超导量子计算难题,攻克国产无液氦稀释制冷机和极高场全超导磁体等关键实验技术……

在这一系列突破背后,有一个共同的“助力者”——中国科学院牵头建设的综合极端条件实验装置。

“十四五”期间,综合极端条件实验装置正式建成。它包含位于北京怀柔科学城的极端条件物性表征系统、极端条件量子态调控系统、超快条件物质研究系统,以及位于长春吉林大学校区的高温高压大体积材料研究系统等。实验装置的关键和核心指标均实现自主可控,处于国际先进水平。装置采用边建设、边运行的模式,从2022年1月部分设备投入试运行以来,科学家通过“走极端”——利用极低温、强磁场、超高压、超快光场等极端条件,探索物质科学奥秘,不断拓展科学认知。

如今,装置已进入平稳运行期。“综合极端条件实验装置使我们可以在更广阔的范围内,探索新的科学现象,发现新的物质状态,造福人类社会。”综合极端条件实验装置首席科学家、中国科学院物理研究所(以下简称物理所)怀柔研究部主任吕力说。

拓展认知

从北京怀柔上空俯瞰,绵延绿意中有一个建筑群引人注目。这里占地4.8万平方米,是综合极端条件实验装置所在地,也是怀柔科学城第一个开工建设的国家大科学装置。

物理学的发展促进人类认识自然并造福人类。然而,随着理论模型、实验技术的进步和发展,要想取得新突破,需要将实验条件推向极限状态。在极端条件下,材料会表现出常规条件下无法呈现的特征物性,可能会揭示自然界的基本规律、物质新状态等。

事实上,自1985年以来,科学家利用一种或多种极端条件取得多项获得诺贝尔奖的创新成果,如整数量子霍尔效应、激光冷却原子、阿秒光脉冲及电子动力学方法等。“借助综合极端条件取得创新突破,已成为科学研究的一种重要范式。”吕力说。

在新一轮的科技竞争中,中国科学家必须争取“先发优势”。物理所深知作为国家战略科技力量成员,肩负着重要的使命担当。

综合极端条件实验装置建成了从材料制备、结构和物性表征,到综合极端物态调控,再到器件制备和性能测试的全链条一站式研究平台,包括物性表征平台、量子调控平台、超快动力学表征平台和高温高压大体积材料研究平台4个实验平台,形成了解决凝聚态物理重大科学问题的建制化研究平台。

“探索过程就像‘盲人摸象’,大家一起来探索,就容易知道是大象还是其他东西。”吕力说。

不论资排辈

创造极端条件,需要一批“走极端”的人。物理所研究员周睿就是其中代表。

周睿从物理所博士毕业后,前往法国国家科学研究中心国家强磁场实验室深造。那时,综合极端条件实验装置还只是纸上勾勒的“蓝图”。在法国3年半,周睿开展了基于水冷磁体等先进强磁场技术的高温超导材料研究和大装置运行维护工作。

装置建设时,周睿回国并承担强磁场核磁共振测量系统的研制任务。

“最大的难点是如何基于高温超导磁体进行整个强磁场测量系统的设计。”周睿谈及建设历程时说,“我们当时建设的这种基于高温超导材料的磁场系统,国际上有先例但不成熟,最终没能成功运行。”

来自中国科学院电工研究所和物理所的科研人员反复讨论,边做边摸索,逐步解决了问题。最终,他们成功自主研制了高稳定度、高均匀度、26特斯拉高磁场强度的全超导磁体。地球磁场约为0.5高斯,足以牵引指南针,而超导磁体磁场是它的50多万倍。

不过,这还未达到装置的极限。“国外类似系统仅运行了一年就损坏了,而我们至今未出现类似故障,系统的使用边界目前仍不清晰。同时,用户也提出了高压、极低温等新需求,我们需要不断摸索,一步步拓展系统的整体能力。”周睿说,他们的目标是做到世界最佳。

在综合极端条件实验装置项目中,像周睿这样的年轻人还有很多,他们像桥梁一样,一头连着科学目标,一头连着装置指标。他们致力于在更“极端”的装置上探索前沿科学。

这些“走极端”的人突破了多项关键“卡脖子”技术,创造了低于1毫开尔文的极低温、大于300吉帕的超高压、高至30特斯拉的全超导磁体、短于100阿秒的超快光场等极端物理条件。

他们放开手、大胆干也得益于物理所的科研文化。“不论资排辈,只要你说得对,所里就支持你去做,不管你的资历和年龄。”周睿说。

科学家手中的“利器”

装置边建设边运行,累计开展了千余个课题的研究,开放机时达42.8万小时。如今,综合极端条件实验装置已成为凝聚态物理领域科学家手中的“利器”。

2023年6月30日,物理所特聘研究员许杨回国正好两年半,他的团队与合作者在《科学》发表了一项重要研究成果。他们首次在实验中观测到了里德堡莫尔激子态,系统展示了对于高阶激子态的可控调节和空间束缚,为实现基于固态体系的里德堡态在量子科学技术领域的应用提供了潜在途径。

事实上,这原本是他并不看好的“备胎”课题。那时,许杨一直想用光学的方法对转角石墨烯中的量子物态进行实验验证。然而,由于各方面条件不成熟,他并未将此作为研究重点,指导学生在做其他研究时“搭”着做了一部分实验。一天,学生意外测得了一个“波浪形”的异常光谱,并确认这不是差错造成的假象,认为背后一定有真实的物理机制存在。这为后来的“里德堡莫尔激子态”的发现奠定了基础。

这一实验便是在装置拉曼实验站上完成的。拉曼实验站为实验提供了测量所需的低温强磁场样品环境、改造电学测量所需的电极部分、辅助搭建光谱测量中所需的光路等。

上海交通大学物理与天文学院副教授李听昕2021年回国。团队初建,因缺少实验设备,他们无法开展极低温测量实验。

随后两年里,他和团队成员多次往返上海和北京。2023年,他与美国团队分别独立发现“分数量子反常霍尔效应”。这一发现的核心数据是在装置亚毫开实验站的先进量子调控测量系统上获得的。实验站提供了极低温测量环境,同时通过严格的电磁屏蔽、滤波和接地处理,有效抑制了空间环境的电磁噪声,使整套测量系统的电压噪声降至10纳伏特以下,为观测分数量子反常霍尔效应提供了关键条件。

类似的成果不断涌现,综合极端条件实验装置持续助力前沿科学发展,创造着无限可能性。

大科学装置的本质是“开放共享”。如今,综合极端条件实验装置立足国内,面向全球开放,国际知名物理学家称其“在国际凝聚态物理界发挥着至关重要的作用”。

“这里已经成为国际科技合作与交流的重要平台。未来,我们期待催生新的研究方向和科学问题,吸引并培养一批优秀人才,为我国极端条件下的物质科学研究提供坚实的人才保障。”吕力说。

《中国科学报》 (2026-02-27 第1版 要闻)" class="attachment-post-thumbnails-list size-post-thumbnails-list wp-post-image" alt="在“极端”条件下创造科学的无限可能—新闻—科学网" />

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  记者17日从国新办举行的“高质量完成‘十四五’规划”系列主题新闻发布会上获悉,“十四五”期间,国务院国资委组织深入实施中央企业“AI+”专项行动效果初显,在能源、制造、通信等16个重点行业打造了800多个应用场景,积极推动国产大模型在企业的应用和落地。

  “‘人工智能+’不是简单的技术叠加,而是一场全方位的范式变革。”国务院国资委副主任李镇在发布会上表示,当前人工智能技术加速迭代演进,深刻改变了人类的生产和生活方式,重塑了全球产业格局。作为长期扎根传统产业领域的中央企业,更要积极拥抱AI、科学运用AI,善于把“激动人心的概念”转化为“产业升级的大脑”,以AI新技术赋能新质生产力发展。

  据李镇介绍,“十四五”期间,中央企业“AI+”专项行动实施已取得一定成效:成立了交通物流、绿色低碳、智慧能源3个行业数据产业共同体,建设行业数据集超过1000个;通信运营商加快向AI基础底座供应商转变,累计投资超百亿元,建成4个“万卡集群”,智算规模比“AI+”行动实施前增长超过2倍;突出产业特色,加快建设自主可控、安全可靠的基础大模型,目前“九天”“星辰”“元景”等大模型,已在能源电力、工业制造等领域加快应用;发起设立了“焕新社区”,汇聚了244个垂类行业模型、近160个高质量数据集,有效助力人工智能技术普惠应用。

  下一步,国资央企将积极落实国务院近期发布的《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》,结合企业自身优势和发展实际,持续深化“AI+”专项行动,推动中央企业在人工智能领域实现更好发展、发挥更大作用。(记者 高亢 王希)

编辑: 刘晓东" class="attachment-post-thumbnails-list size-post-thumbnails-list wp-post-image" alt="“十四五”时期中央企业 “AI+”效果初显" />

“十四五”时期中央企业 “AI+”效果初显

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苹果公司正式对外发布年度环保进展,宣布中国地区的合作供应商,通过苹果专属的供应商清洁水项目,在过去一年里节约了550亿升淡水。

PChome 3月18日消息,苹果公司正式对外发布年度环保进展,宣布中国地区的合作供应商,通过苹果专属的供应商清洁水项目,在过去一年里节约了550亿升淡水,这一数字创下了该项目启动以来的最高纪录,换算下来,这些节约的淡水足足能灌满近四个西湖,节水成效十分突出。在此基础上,苹果还联合供应商研发出全新生产工艺,让新款MacBook Neo的生产用水循环利用率达到70%,环保升级再进一步。

在苹果的清洁水项目的指导下开设的生态湿地花园

苹果首席运营官Sabih Khan针对这一成果表示,水资源是全球最珍贵、最不可替代的资源之一,苹果十分荣幸能与中国供应商携手合作,共同守护水资源。目前双方已经取得了亮眼的阶段性进展,累计节约数百亿升淡水。而全新研发的阳极氧化工艺创新,更是彻底改变了这项沿用百年、原本耗水量极大的传统工业流程,既能保障生产需求,也能切实为人类和地球环境减负。

值得关注的是,新款MacBook Neo是苹果旗下碳足迹最低的笔记本电脑,这款产品的生产,也是苹果首次大规模应用升级版阳极氧化工艺,核心目的是打造外观精致、耐用性更强的铝合金机身。

PChome了解到,阳极氧化是各行各业都常用的一种电化学处理技术,主要作用是在铝材质表面形成一层坚固的保护膜,让铝制品更耐腐蚀、抗磨损,延长使用寿命。但传统的阳极氧化工艺有个明显短板——耗水量极大。按照传统流程,生产时需要把铝材依次放进多个不同的化学槽中处理,每完成一个步骤,都要用大量纯水反复冲洗铝材,防止化学物质交叉污染,这一过程会浪费大量淡水资源。而苹果和供应商针对这一痛点,用上了精密传感、逆流多级漂洗、多重过滤净化等多项先进技术,彻底改造了传统流程,打造出闭环水循环系统。

这套全新的闭环系统,能够持续回收、净化并重复利用生产用水,只有最核心、最关键的生产步骤才会使用少量新淡水,从根源上减少了淡水消耗。苹果也明确表示,未来几年会把这项节水新工艺推广到更多产品生产线,进一步加快全球节水进度。

苹果的供应商清洁水项目并非临时举措,早在2013年就已正式启动。多年来,苹果一直和供应商紧密协作,优化水资源管理方式,减少淡水取用,同时扩大生产用水的循环再利用比例,还专门为供应商提供水资源管理、生态设计方面的专业培训。今年年初,富士康就在深圳龙华园区打造了生态湿地花园,由员工参与设计,既能收集、净化、储存雨水,滋养园区绿植,还能提升园区防洪能力,成为苹果节水项目落地的典型案例。

截至目前,中国已有超过200家苹果供应商工厂积极参与清洁水项目,全产业链平均水循环利用率达到43%以上。苹果也定下了清晰的环保目标,力争在2030年底前,将这一水循环利用率提升至50%,持续践行环保责任,守护淡水资源。

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苹果年省550亿升淡水 新款设备更加注重环保

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广西新闻网-广西日报南宁讯(记者 玉智威 钟文昌 通讯员 蓝艺)记者从自治区体育局获悉,当地时间9月23日,在2023年贝尔格莱德摔跤世锦赛男子古典式摔跤第二个决赛日中,广西籍运动员曹利国获得60公斤级第三名,为中国摔跤队赢得该级别巴黎奥运会入场券。同时,这也是广西健儿获得的首张巴黎奥运会入场券。在结束世锦赛之旅后,曹利国将转战杭州亚运会,迎接更大的挑战。

作为巴黎奥运会门票争夺赛的世锦赛,高手云集,竞争惨烈。四分之一决赛,曹利国遭遇2021年东京奥运会亚军、3届世锦赛冠军日本选手文田健一郎,以1∶3的比分不敌对手。由于后者进入了冠亚军争夺战,曹利国获得复活赛资格。在复活赛中,他以9∶7的比分淘汰2021年世锦赛冠军、摩尔多瓦选手乔巴努,闯入季军争夺战,对手是亚美尼亚选手加里比扬。开局对方消极被判跪撑,曹利国抓住机会先得3分。下半场比赛,曹利国被判消极,比分来到3∶3。距离比赛结束不到一分钟时,双方仍在僵持。在对手后得分的不利情况下,曹利国仍努力找机会进攻。比赛仅剩最后2秒时,曹利国一记转移得分,绝杀对手,以5∶3拿下铜牌,获得直通巴黎奥运会的资格。同时,这枚铜牌也是广西古典摔跤在世锦赛上获得的首枚奖牌。

在结束世锦赛之旅后,曹利国将跟随国家队马不停蹄地转战杭州亚运会。“在小级别古典式摔跤方面,亚运会其实比世锦赛还难打。”广西重竞技运动发展中心古典式摔跤主教练易善军表示,小级别古典式摔跤世界排名前六的选手基本都在亚洲,可以说亚洲水平就是奥运会水平。因此,此次亚运会之旅,曹利国将面临更大的挑战。“这次亚运会,大家水平都很接近,要想取得好成绩,就看谁更敢想、敢拼,少犯错误。这几年曹利国进步很大,希望他在比赛中继续放手去拼,拼出一个好成绩。”

据介绍,曹利国将于10月4日出战杭州亚运会男子古典跤60公斤级的比赛。

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广西健儿摔跤世锦赛摘铜 赢得巴黎奥运会入场券

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食物语礼物对应食魂攻略

【御品食魂礼物攻略】

佛跳墙:琉璃玉坠

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腊味合蒸:线装毛毡本

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一品锅:微墨

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八仙过海闹罗汉:云子围棋

诗礼银杏:木质小鸟

鼎湖上素:星月菩提

莲花血鸭:沉香

川味火锅:脸谱面具

金玉满堂:汪汪小牛奶

龙井虾仁:青花瓷茶具

吉利虾:芙蓉石

蟹酿橙:远西机械手稿

风生水起:体脂秤

飞龙汤:烧烤调料套装

太白鸭:夜光杯

开水白菜:情人诗

三鲜脱骨鱼:孔明锁

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玉麟香腰:山海经

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鹄羮:爱心餐盒

扬州炒饭:候店毛笔

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四喜丸子:苏州檀香扇

臭鳜鱼:手工油纸伞

锅包肉:烧刀子酒

松鼠鳜鱼:毛毡玩具

符离集烧鸡:复音口琴

东坡肉:鸟纹爵

西湖醋鱼:《如何与异性交往》

宫保鸡丁:圆规

麻婆豆腐:机械键盘

小鸡炖磨菇:订制西装

带把肘子:哑铃

叫花鸡:盆栽荷花

灯影牛肉:丝绸睡袍

剁椒鱼头:鲨鱼拔牙

蜜汁又烧:坐得容易

龙须酥:三帝钱

子推燕:爱的小树苗

桂花酒:香薰机

葱烧海参:美黑喷雾

冰糖湘莲:隐身符咒

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绍兴醉鸡:解酒药

云托八鲜: 眼药水

樱桃毕罗: 番红花香料

年年有余: 绕口令全集

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煲仔饭:记忆枕头

太极芋泥:《脑筋急转弯》

蚵仔煎:《海底两万里》

鱼香肉丝:桌上游戏

担仔面:风衣

羊肉泡馍:哨子

桃花粥:《悲剧的诞生》

月饼:小超人披风

混汤酒酿元宵:汤圆抱枕

腊八粥:降龙钵

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饺子:《美味梦工厂》

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粽子:艾草香包

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食物语礼物对应食魂攻略2022

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篮球作为一项全身运动,对幼儿的身体发育有着全方位的促进作用。为了增强孩子的体质,从小培养孩子健康的体魄,也为了培养孩子的兴趣、协调性和团队意识,让幼儿园让户外活动更加丰富多彩12月4日上午,丹水镇实验幼儿园举行了一场特殊的篮球比赛。

比赛前,各班通过抓签确定出场顺序。园所准备了3首音乐,每个班级抽取其中两首作为表演伴奏。各班老师先带领孩子们进行了充分热身,喊着口号进入会场。

随着音乐响起,小一班的孩子们率先登场。虽然年纪最小,但小班孩子们的表现毫不逊色。他们的手掌相对篮球显得格外娇小,却能够有节奏地连续拍击。孩子们专注的表情和略显笨拙但认真的动作,赢得了现场老师和家长的阵阵掌声。

中班孩子的展示则增加了队形变换。在老师的指导下,孩子们在拍球的同时进行简单的队列移动和位置交换。充分体现了孩子们协调性和团队的配合,考验着孩子们的注意力与协作能力。

大班孩子的表演将活动推向高潮。他们的拍球动作整齐划一,篮球与地面撞击的声音同节奏分明的鼓点完全一致。比赛过程中,孩子们展示了跑动拍球、蹲姿拍球、交叉拍球等多种高难度动作。即使偶尔有篮球失控滚远,孩子们也会迅速追回,继续投入表演。

通过篮球活动,孩子们不仅锻炼了手眼协调能力,也初步体验了团队合作。今后类似的体育活动将成为常态化课程的一部分,让运动陪伴孩子们健康成长,在每个孩子心中种下热爱运动的种子。

(通讯员 宋平 供稿)

标签: 丹水 篮球赛 童真 趣味 绽放

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萌娃玩转篮球,运动绽放童真——丹水镇实验幼儿园趣味篮球赛

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