装置概况

      作为国家重大科技基础设施建设中长期规划（国发[2013]8号）确定的“十二五”建设重点内容之一，本项目拟建设国际上首个集极低温、超高压、强磁场和超快光场等极端条件为一体的综合极端条件用户实验装置。该装置建成后将极大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，促使我国在诸如新型高温超导体的发现、非常规超导机理的突破、物性的超快调控和晶格振动实时成像的实现等研究方向上取得国际一流的研究成果。
      本项目的总体目标是“建设世界上首个集极低温、超高压、强磁场和超快光场等综合极端条件为一体的用户装置”。
      科学目标：利用综合极端条件用户装置，拓展物质科学研究空间，开展极端条件下的物质科学研究及量子态调控与超快条件物质研究等物质科学前沿领域研究，促进新物态、新现象、新规律的发现，使我国在物质科学及相关的多个前沿研究领域达到世界一流水平，力争在新型高温超导体的发现、非常规超导机理的突破、物性的超快调控等研究方向取得国际一流研究成果。
      工程目标：装置的单项极端条件实现1mK的极低温、300GPa的超高压、26T（超导磁体）的强磁场和100as的超快光场，综合极端条件实现10000T/K的B/T值（磁场/温度）、2800T·GPa/K的B·P/T值（磁场·压力/温度）和60000GPa·K的P·T值（压力·温度），并提供多种综合极端条件开展材料制备、物性表征、量子调控和超快动力学研究的研究手段。建设总体设计方案和综合技术指标达到世界一流水平的综合极端条件用户实验装置。
      本项目的建设内容为极低温、超高压、强磁场和超快光场互相结合的综合性物质科学研究极端条件用户装置，该装置按研究方向分成四个科学实验系统，即在北京建设的“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”和在吉林建设的“高温高压大体积材料研究系统”。在北京建设的三个实验系统可以促进各领域的研究向纵深发展，并可以相互关联、相互支撑、综合集成，并与相邻的、即将建设的大型同步辐射光源紧密相结合，为全方位开展极端条件下的物质科学研究提供先进的、功能完备的实验条件。在吉林建设的实验系统将在原有高压科学研究的良好基础上，与吉林大学物质科学相关优势学科紧密结合，发展高温高压大体积材料制备与表征手段。
      《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）》的总体部署中明确指出：“建设极低温、超快、超高压极端条件研究设施，形成与大型同步辐射光源结合的格局，满足研究和发现新物态、新现象、新规律和创造新材料的需求”。中国科学院也做出了与之相应的建设布局，已与北京市签订合作协议，在怀柔区联合建设以若干相互关联的大科学装置为依托的“北京综合性国家科学中心”。综合极端条件实验装置与北京高能同步辐射光源将是北京综合性国家科学中心的核心大科学装置。这两种装置相邻而建，将实现优势互补，功效互增，为广大用户提供前所未有的联合实验手段。拟在吉林省长春市建设的实验系统得到了教育部和吉林省的大力支持，并已在吉林大学中心校区内做好建设规划和前期准备工作。“以北京建设为主、吉林建设为辅”的布局将能充分发挥北京和吉林地区在极端条件下物质科学研究领域的资源优势，也有利于国家科技基础设施的区域平衡发展。
      本项目建设单位中国科学院物理研究所、共建单位吉林大学及主要合作单位北京大学、清华大学和中国科学院电工研究所在极低温、强磁场、超高压及超快光场等方面具有国内一流的研究基础和技术条件，是国际上少数能够同时集中这些条件开展研究，而且掌握相关关键技术，形成了达到国际领先水平的强强联合。建设单位通过中科院为综合极端条件实验装置的建设而专门部署的预研项目，已经掌握和优化了建造这一实验装置所需的重大关键技术；通过几代人的不懈努力，形成了具有国际水准的人才队伍；并参与共建了中国散裂中子源、主持上海光源“高分辨率宽能段光电子实验站”和中国先进研究堆中子散射三轴谱仪等大科学装置项目及多项国家重大科研装备项目，积累了丰富的大科学装置建设管理的成功经验；建设与合作单位不仅具有各极端条件系统单独建设的经验，而且具有综合集成的经验。前期经过对装置建设的调研、论证及评估，对装置建设的风险与建设难点进行了充分的分析，并提出了相应的解决方案，进一步增强了该装置及系统与子系统的设计科学性、合理性及设计方案的可行性。本报告及完成的装置建设各项相关准备工作为项目的成功实施提供了保障。
      本项目总投资为157605.00万元。其中：北京分部投资为138353.00万元，吉林分部投资为19252.00万元。本项目资金拟申请中央预算内资金及地方固定资产投资解决。
      项目建设需要“七通一平”科研用地约180亩（其中北京市怀柔区约130亩、吉林大学中心校区约50亩），用于建设实验装置的科研实验用房、科研辅助设施以及各类配套设施。该装置建设周期从项目正式获得开工批准起，预计建设时间为5年。
      本项目建设单位中国科学院物理研究所、共建单位吉林大学及主要合作单位北京大学、清华大学和中国科学院电工研究所在极低温、强磁场、超高压及超快光场等方面具有国内一流的研究基础和技术条件，是国际上少数能够同时集中这些条件开展研究，而且掌握相关关键技术，形成了达到国际领先水平的强强联合。建设单位通过中科院为综合极端条件实验装置的建设而专门部署的预研项目，已经掌握和优化了建造这一实验装置所需的重大关键技术；通过几代人的不懈努力，形成了具有国际水准的人才队伍；并参与共建了中国散裂中子源、主持上海光源“高分辨率宽能段光电子实验站”和中国先进研究堆中子散射三轴谱仪等大科学装置项目及多项国家重大科研装备项目，积累了丰富的大科学装置建设管理的成功经验；建设与合作单位不仅具有各极端条件系统单独建设的经验，而且具有综合集成的经验。前期经过对装置建设的调研、论证及评估，对装置建设的风险与建设难点进行了充分的分析，并提出了相应的解决方案，进一步增强了该装置及系统与子系统的设计科学性、合理性及设计方案的可行性。本报告及完成的装置建设各项相关准备工作为项目的成功实施提供了保障。
      该装置建成后将向国内外用户全面开放。根据国际惯例，将依托装置组建“国家综合极端条件科学中心”，中心实行主任负责制；实行主任办公会议制度，对装置的发展方向、科研规划、日常运行、人事、财务、研究生和科研服务等方面进行全方位的管理。建立“开放、共享、流动、合作”的运行管理机制，制定相应的制度，严格保证全面对外开放机时；并通过设立流动岗位和开放基金、聘任兼职人员等开放管理模式，广泛吸引国内外顶尖人才和杰出团队开展研究，最大限度发挥装置的技术条件优势，为我国在凝聚态物理、材料科学等与综合极端条件相关的若干前沿研究领域达到世界一流水平提供有力保障。
      我国正处在经济转型的关键发展时期，迫切需要大力发展科学基础条件设施来为国家经济与社会的可持续发展提供有力的科技支撑。科学技术的进步、先进实验设备的创造和使用对经济和社会发展的巨大推动作用，已被无数重大科学与技术成果的成功经验所证实，定位于“世界一流”的综合极端条件实验装置也必将会对我国的科学技术、经济和社会产生重大影响。本装置的建设将会为我国在材料、能源、信息等领域关键科学问题的破解提供最先进的公共实验装置，为我国科技领域的重大创新研究提供持续的、重要的支撑。本项目发展的新科学、新技术、新材料、新模式，必将转化为巨大的生产力，为我国科学技术与社会及经济发展不断做出重大贡献。