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在电影《阿凡达》里有一个场景是这样的，巨大的山体悬浮在空中。这样的场景我们觉得只有科幻电影中才会出现，但是集极低温强磁场超高压等条件于一体的综合极端条件实验装置。是否能让《阿凡达》中的悬浮山成为现实呢，我们来深入了解下怀柔科学城的这个重大科学装置。综合极端条件实验装置是怀柔科学城五大科学装置之一，是在怀柔科学城开建的首个国家重大科技基础设施，该项目计划5年建成，这也是国际首个集极低温、超高压、强磁场和超快光场等极端条件为一体的科学装置。

建成后的综合极端条件实验装置，将成为国际上首个集成极低温、超高压、强磁场和超快光场等极端条件为一体的大型用户装置，将极大地提升我国在物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究综合实力。

对于普通公众而言，科学实验室、科研基地并不陌生，但对于“综合极端条件实验装置”而言，许多人却依然有这样的疑问，什么是综合极端条件？实验装置都包括什么？建成以后又有怎样的作用和意义？现在我们就来实地探访综合极端条件实验装置，并邀请中国科学院院士、专家为大家详细解读。

极端条件能让《阿凡达》中的悬浮山实现中国科学院院士，中科院物理研究所研究员于渌说，所谓极端条件，实际上指的是在实验室中人为创造出来的特别低的温度、特别强的磁场、特别高的压力等等。通过创造极端条件，可以发现和揭示许多在通常条件下观察不到的奇异物质特性，探索新的规律，开辟新的应用，有力地推动科学技术的进步。

地球环境温和，适合生物生存，鲜有极低温、极强磁场的极端条件，但这种情况在宇宙中却比较常见，宇宙中既有极高温也有极低温，以及很强的磁场，因此，要探索宇宙的奥秘，在地球上实现这类条件，综合极端实验装置就十分必要了。

超导体在电子学中应用的技术难度比较高，必须在极端条件下才能实现。近年来，人们已利用极端条件取得了许多影响深远的科学突破，一些研究例如“原子的玻色—爱因斯坦凝聚的实验观察”，“超导、超流现象的发现和理论解释”等更是因此获得诺贝尔奖。借助极端实验条件取得创新突破已成为科学研究的一种重要范式。

走下科研神坛，极端条件其实离我们并不远，我们熟悉的“磁悬浮”“超音速”都是在这种条件和环境下研究发展的。“举个例子，倘若科学家能利用装置做出室温超导体，电影《阿凡达》中壮观的‘悬浮山’就有望成为现实”，项目首席科学家、中科院物理研究所研究员丁洪说。

首次把各种极端条件实验设施集中建设。那么，为何极端条件实验装置会成为怀柔科学城首个开工的大科学工程？于渌院士认为，这与相关技术已经相对成熟，需要尽快开展进一步的研究有关。“目前，我国在极低温、强磁产、高压和超强光场方面的科研水平已经比较先进，有较多的科学积累，早在十二五期间就已经开始规划，17年成为首个开工的大科学装置，都是按照计划稳步推进的。”据了解，世界上许多发达国家对于极端条件实验十分重视，并在这个领域投入大量的人力和物力，展开了激烈竞争，许多著名的研究机构都拥有先进的极端条件实验设施。如美国佛罗里达强磁场实验室、劳伦斯利弗莫尔和洛斯阿拉莫斯国家实验室、德国马普量子光学研究所及核物理研究所、法国格勒诺布尔的尼尔研究所和日本东京大学固体所极端条件实验室等都拥有先进的极端条件实验设施。”但能将这些实验设备综合到一起，

怀柔科学城在世界上尚属首次。

“国际上并不是没有这些设备，但把这些设备整合到一起，我们国家是世界上第一个做的。” 于渌强调，设施建成以后，从综合性和综合指标看，综合极端条件实验装置将达到世界先进水平，甚至可以说是最先进的。“以前研究设备都是分散的，现在综合起来，相当于把许多实验室整合到一起，对科研工作的开展有极大的促进作用。”

自17年开工以来，综合极端条件实验装置需要五年的建设周期，针对建设周期问题，于渌表示，工程并非一气呵成，而是分期分批进行的，完成一项，交付一项，因此总工期是五年“许多设备技术水平非常高，需要一定调试过程，很多设备虽然做了预先研究，但真正调试好，需要一些时间。因为这是个用户装置，未来要面向广大用户，我们希望它真正好用。”

整个综合极端条件实验装置实际上是一个科学实验园区，占地面积达到了4.8万平方米（约150亩），建设的主要内容包括极端条件物性表征系统、高温高压大体积材料研究系统、极端条件量子态调控系统、超快条件物质研究系统以及共用辅助设施系统和其他土建工程。目前，综合极端条件实验装置项目主体结构、二次结构全部完工，土建工程已完成85.5%，预计2022年最终验收。建成后，也将向国内外用户全面开放。

电影场景成为现实、全球首个集中建设的极端条件实验设施、建成后极大地提升我国在物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究综合实力... ...看到这些热血沸腾的话真的相当骄傲一个正在成长的科学巨头就在眼前，为这样腾飞的怀柔科学城 喝彩！

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