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大科學裝置長什麼樣，它們是怎麼工作的，在科學探索中發揮什麼樣的作用？
5月22日，作為全國科技周活動之一，中科院物理所舉辦公眾開放日，並首次開設懷柔分會場，由中科院物理所在懷柔科學城建設的大科學裝置——綜合極端條件實驗裝置首次面向社會公眾開放，一同亮相的還有物理所負責建設的兩個科學設施平台——材料基因組研究平台、清潔能源材料測試診斷與研發平台。活動吸引了2000餘名中小學生等社會公眾參觀體驗。
物理所負責建設的“一裝置兩平台”2017年9月啟動建設，目前已進入設備安裝調試階段，一部分研究單元和實驗站已率先進入實驗狀態。當天，開放了量子調控實驗大廳、超快電鏡實驗室、單晶薄膜實驗站、儲能器件性能驗證實驗室4個實驗室，並設置了材料、低溫、超導、磁學、微結構等10個與物理所研究相關的知識點進行實驗、講解。
布局在懷柔科學城的五個大科學裝置中，“綜合極端條件實驗裝置”是最先進入科研狀態的，它並不是想象中的像“天眼”一樣的一個龐然大物，而是由三個中心、18個實驗站組成的，分布在中科院物理所懷柔園區棕紅色主色調的樓群裏。其中，三個中心之一的量子計算中心就位於X2樓裏。
還沒進樓，就能看到空中一些胳膊粗的管道通向X2樓，原來這些都是輸送液氦的管道，液氦是用來制冷的，X2樓就是研究在極低溫和強磁場兩種極端條件下物質反應的。
走進一層量子調控實驗大廳，像工廠車間一樣是一個空曠的打通的大平層，室內有兩層樓那麼高，一組組設備分布在不同區域裏，組成一組組實驗站。一進門的設備安裝在一個地坑裏，引人好奇。“因為實驗人員需要用長杆把實驗品放到設備底部，這個設備兩三米長，放在坑裏站在地面上往下送是最方便的。”工作人員笑著解釋。
“物理學把冷的不能再冷了的溫度叫絕對零度，相當於零下273.15攝氏度。以絕對零度為標准，通過制冷技術，最外面這個實驗站能達到比絕對零度高0.03的極低溫度，裏面還有高0.01，最高能達到只高0.001，無限接近絕對零度，是世界領先水平。”工作人員介紹，在這種極低溫條件下，就能觀察到物質豐富的表現形式，比如量子態，進而實現量子計算。量子計算有多厲害？現在最快的計算機花一萬年也不一定能解開的密碼，量子計算機分分秒秒就能解開。量子計算可廣泛應用於大數據存儲分析、藥物研發、交通疏導等領域。
當天，2000餘公眾還參觀了其它三個實驗室，參與體驗冷凍金魚、點水成冰等趣味科學實驗。
在低溫區，工作人員將一條小魚放在液氮裏迅速凍住，然後撈出來放回水裏，魚兒馬上“複活”，歡快地遊來遊去，看的觀眾發出陣陣驚歎。“液氮的溫度低至195.79°C。在如此低的溫度和如此快速的冷凍下，金魚可以‘死而複生’，應用的是急冷技術。這種技術使物質內液體發生玻璃化轉變，極大減緩生命活動的速度，而又不傷害組織細胞，現在廣泛應用於藥品、細胞和生物體的保存，就像我們家裏有時冷凍保存肉類時，如果采取快速冷卻的方法，就能避免水結晶刺傷細胞膜，造成口感降低。”工作人員介紹。
“對懷柔的孩子來說，科學城就在我們身邊，我們要利用好這寶貴的資源，讓孩子們走進科學城的院所，多了解科學知識，拓寬視野，從小激發他們對科學研究的興趣。”中科院物理所副研究員、懷柔區選聘的懷柔區楊宋中學科技副校長張帥說。
董思琪 攝
