大科学装置长什么样，它们是怎么工作的，在科学探索中发挥什么样的作用？

5月22日，作为全国科技周活动之一，中科院物理所举办公众开放日，并首次开设怀柔分会场，由中科院物理所在怀柔科学城建设的大科学装置——综合极端条件实验装置首次面向社会公众开放，一同亮相的还有物理所负责建设的两个科学设施平台——材料基因组研究平台、清洁能源材料测试诊断与研发平台。活动吸引了2000余名中小学生等社会公众参观体验。

物理所负责建设的“一装置两平台”2017年9月启动建设，目前已进入设备安装调试阶段，一部分研究单元和实验站已率先进入实验状态。当天，开放了量子调控实验大厅、超快电镜实验室、单晶薄膜实验站、储能器件性能验证实验室4个实验室，并设置了材料、低温、超导、磁学、微结构等10个与物理所研究相关的知识点进行实验、讲解。

布局在怀柔科学城的五个大科学装置中，“综合极端条件实验装置”是最先进入科研状态的，它并不是想象中的像“天眼”一样的一个庞然大物，而是由三个中心、18个实验站组成的，分布在中科院物理所怀柔园区棕红色主色调的楼群里。其中，三个中心之一的量子计算中心就位于X2楼里。

还没进楼，就能看到空中一些胳膊粗的管道通向X2楼，原来这些都是输送液氦的管道，液氦是用来制冷的，X2楼就是研究在极低温和强磁场两种极端条件下物质反应的。

走进一层量子调控实验大厅，像工厂车间一样是一个空旷的打通的大平层，室内有两层楼那么高，一组组设备分布在不同区域里，组成一组组实验站。一进门的设备安装在一个地坑里，引人好奇。“因为实验人员需要用长杆把实验品放到设备底部，这个设备两三米长，放在坑里站在地面上往下送是最方便的。”工作人员笑着解释。

“物理学把冷的不能再冷了的温度叫绝对零度，相当于零下273.15摄氏度。以绝对零度为标准，通过制冷技术，最外面这个实验站能达到比绝对零度高0.03的极低温度，里面还有高0.01，最高能达到只高0.001，无限接近绝对零度，是世界领先水平。”工作人员介绍，在这种极低温条件下，就能观察到物质丰富的表现形式，比如量子态，进而实现量子计算。量子计算有多厉害？现在最快的计算机花一万年也不一定能解开的密码，量子计算机分分秒秒就能解开。量子计算可广泛应用于大数据存储分析、药物研发、交通疏导等领域。

当天，2000余公众还参观了其它三个实验室，参与体验冷冻金鱼、点水成冰等趣味科学实验。

在低温区，工作人员将一条小鱼放在液氮里迅速冻住，然后捞出来放回水里，鱼儿马上“复活”，欢快地游来游去，看的观众发出阵阵惊叹。“液氮的温度低至−195.79°C。在如此低的温度和如此快速的冷冻下，金鱼可以‘死而复生’，应用的是急冷技术。这种技术使物质内液体发生玻璃化转变，极大减缓生命活动的速度，而又不伤害组织细胞，现在广泛应用于药品、细胞和生物体的保存，就像我们家里有时冷冻保存肉类时，如果采取快速冷却的方法，就能避免水结晶刺伤细胞膜，造成口感降低。”工作人员介绍。

“对怀柔的孩子来说，科学城就在我们身边，我们要利用好这宝贵的资源，让孩子们走进科学城的院所，多了解科学知识，拓宽视野，从小激发他们对科学研究的兴趣。”中科院物理所副研究员、怀柔区选聘的怀柔区杨宋中学科技副校长张帅说。

编辑/彭小菲