多國科學家“表白”中國的這個大裝置

　　7月，北京懷柔科學城。開了一上午的會，Igor Vinograd沒顧上午休，便匆匆帶著學生Benjamin Costarella坐上擺渡車，趕回3公里外的實驗室。
　　Vinograd是一名“90后”科學家，他和學生來自法國國家科學研究中心（CNRS）格勒諾布爾強磁實驗室。他們訪問的實驗室位于一座綠樹掩映的現代化科學園區——綜合極端條件實驗裝置（SECUF）。在SECUF，他們主要開展強磁場核磁共振實驗。
　　“這里能讓我們實現一些在歐洲無法做到的實驗。”Vinograd對《中國科學報》說，“在法國格勒諾布爾，我們的單次高磁場實驗限制在7小時內；而SECUF的超導磁體可以穩定運行12天，我們可以挑戰更復雜、更耗時的精密實驗。”
　　開展研究之外，Vinograd此行的另一個重要目的就是參加2025年度綜合極端條件物理學術研討會暨暑期學校。這是依托SECUF舉辦的國際學術交流活動，今年已是第四屆。
　　“今年，會議吸引了13個國家的50余名外國科學家現場參與，大會主旨報告有一半來自海外。”中國科學院物理研究所（以下簡稱物理所）副所長程金光說。SECUF作為國之重器，正在以開放姿態，成為連接全球科研力量的“中國名片”。
　　“全能選手”的“開放基因”
　　在懷柔科學城占地130畝的園區內，SECUF像一艘“科學航母”——集成了極低溫、超強磁場、超高壓、超快光學等各種綜合極端條件的實驗裝置。它由分布著不同實驗平臺的9棟大樓組成，代號“X1”至“X9”，呈井字形排列。“X”即英文“極端”（Extreme）的縮寫。
　　自2023年初全面試運行以來，這個大規模科學基礎設施已悄然成為全球極端條件物理研究的新坐標。兩年半間，它已為國內外科研團隊提供了超過35萬個小時的實驗服務，僅2024年就聚焦材料物性等物質科學核心領域，支撐產出包括5篇《自然》論文在內的10項重要成果。
　　“SECUF就像一個‘全能選手’，集成多種極端條件的綜合能力在全球屈指可數。這種一站式研究平臺為基礎研究提供了獨特的支撐。”中國科學院院士、中國科學技術大學教授陳仙輝說。
　　作為國家重大科技基礎設施，SECUF的“開放基因”刻在骨子里。“它的本質是開放共享，這一點與國際大科學裝置的理念完全一致。”程金光說，SECUF參照國際標準建立運行機制：每年3月、9月兩次面向全球進行開放用戶申請，由用戶委員會評審、遴選優質課題，通過后即可安排實驗，且所有實驗服務對全球科研人員免費開放。
　　今年2月，SECUF順利通過國家驗收，正式全面投入運行。物理所作為裝置建設和運行牽頭單位，加速完善設施英文官網與全英文手冊，確保設施各處都有英文介紹，打造無障礙交流軟環境。
　　程金光告訴記者，作為新裝置，目前SECUF國際用戶的實驗時長占總時長的3%至4%，這一比例計劃在2030年提升至20%，讓裝置在更大程度上成為全球科學家的科研舞臺。
　　“我們熱忱歡迎全球專家學者前來開展科學研究，并為我們提出寶貴意見。”中國科學院院士、物理所所長方忠說。
　　擴大“國際朋友圈”的“窗口”
　　SECUF不僅是實驗平臺，更是國際合作的“窗口”與“催化劑”。
　　2023年，德國馬普學會副主任、固體化學物理研究所所長Claudia Felser訪問SECUF時，評價稱“這里的設備已經達到國際頂尖水平”。次年，依托SECUF，物理所與固體化學物理研究所聯合建立中外聯合研究單元——極端條件下的量子材料與物理聯合研究中心。
　　如今，這種合作成效已經顯現。今年以來，物理所研究員劉恩克團隊與Felser團隊合作的反常霍爾效應、拓撲輸運標度等研究成果先后發表于《應用物理評論》《自然-電子》等期刊。
　　“SECUF的硬件設施非常出色，完全具備支撐前沿研究的能力。更讓我印象深刻的是團隊的執行力，從協議簽署到合作落地的效率很高，體現了科研管理的專業性。”親歷中德合作的固體化學物理研究所資深研究員Sergey Medvedev在參會期間對《中國科學報》說。
　　類似的跨國科研搭檔在SECUF并不少見。基于中國科學院國際交流計劃（PIFI），物理所吸引國外杰出科學家和科研新秀組成國際化的“PIFI團隊”，到SECUF開展實驗。
　　日本東京大學物性研究所教授上床美也是程金光的博士生導師，退休后加入SECUF“PIFI團隊”，利用該裝置探索關聯電子系統中壓力誘導的量子現象，將強高壓技術與強磁場相結合，繪制復雜的相圖，并研究極端條件下量子相變的基本機制。
　　“SECUF是世界級的研究設施，在國際凝聚態物理界發揮著至關重要的作用。”上床美也說，“其穩定的強磁場，結合低溫能力和高精度測量系統，使我們能夠探測在壓力下出現的微妙量子態。它能長時間維持實驗條件，這一點在壓力研究中尤為可貴，因為這類研究對精確控制和穩定性有極高要求。”
　　上床美也極力發揮“傳幫帶”作用，擴大SECUF在日本學者中的知曉度，帶動一批日本學者參與相關研究。他因此獲得2024年“北京市中關村國際合作獎”。
　　Vinograd也是“PIFI團隊”的一員。10年前，他與如今的物理所研究員顧忠澤相逢于格勒諾布爾實驗室。“當時顧忠澤是博士后，我是博士生。如今在SECUF，我們又成了合作搭檔，已經能實現當年想都不敢想的實驗。”他說。
　　2018年，Vinograd來物理所參加會議之時，SECUF剛剛啟動建設。他看著這里從一片空地開始，逐漸搭建起磁體、完善實驗系統，如今產出高質量的數據。“在這里開展實驗，對我們來說很難得。科研上我們非常自由，能嘗試不同的研究思路，團隊的支持也很到位，從不會陷入孤立無援的困境。”
　　學術會議與暑期學校是SECUF拓展“國際朋友圈”的重要窗口。新加坡國立大學教授Ariando Ariando主要從事量子材料與量子輸運研究。作為SECUF的新用戶，他首次參加了今年的綜合極端條件物理學術研討會。
　　“近20年來，中國物理學的發展速度令人驚嘆，無論是研究水平還是實驗設施，都取得了跨越式進步。”Ariando表示，“SECUF的高壓、強磁場設施正是我們開展量子研究所需要的，期待未來的精誠合作。”
　　鏈接世界的科學引擎
　　作為國家戰略科技支撐力量，中國科學院擁有我國近60%的大科學裝置，SECUF正是其中之一。“我們始終堅持對外開放——科學本身沒有國界，SECUF提供的穩定實驗條件、精準測量能力，是全球科研人員的共同需求。”程金光說，“我們正依托這一平臺，通過學術交流、聯合研究、人員互訪等方式，讓科學成為國際合作的紐帶。”
　　程金光表示，科學發展靠一代又一代年輕人傳承。他希望青年科研人員能打破“邊界限制”——無論是國家邊界還是學科邊界，充分利用SECUF這一開放平臺，在交流中碰撞思想、在合作中突破創新。
　　為讓全球更多青年科學家了解SECUF，裝置團隊每年舉辦暑期學校，邀請研究生、博士后和青年教師參與。在支持保障方面，中方負責承擔學員的食宿費用，僅需學員自理差旅費，降低參與門檻，形成“以才帶研”的長效合作機制。
　　“年輕人是未來的科研主力，讓他們深度參與實驗，能形成長期合作的紐帶。”陳仙輝說，未來，隨著國際化程度的提升，SECUF有望成為我國物理學領域對外開放的“標桿”，推動極端條件下的基礎研究突破。
　　Medvedev團隊里已有多位來自中國的博士后。他希望，未來聯合研究中心能不斷深化合作，共享實驗數據、共同設計前沿課題、培養青年人才，用蓬勃的活力為科研創新提供源源不斷的動力。
　　Ariando表示，國際合作的核心是時間和信任，這需要長期投入、慢慢積累。“中國的基礎科學已經達到很高水平，只要堅持下去，國際影響力會越來越強。”
　　在Vinograd看來，SECUF的先進設備與團隊支持，讓長期合作實驗成為可能，其開放的胸懷終將吸引全球頂尖智慧。