房建成院士：揭秘大科学装置——地球上的“零磁空间”

候鸟通过地球磁场的导航

近日，

《中国经济大讲堂》邀请

北京航空航天大学教授

极弱磁场国家重大科技基础设施

首席科学家

中国科学院院士 房建成

为大家揭秘

地球上的“零磁空间”

从极弱磁场的测量

再到大科学装置的应运而生

房建成院士带大家深入了解

“零磁空间”都给科学发现

带来了哪些无限可能

跟着小编一起来看——

地球之所以是活的星球

因为它有岩浆流动、有磁场

磁场与我们息息相关

没有磁场就没有生命

鱼类洄游、鸟类迁徙与磁场有关

核磁共振是强磁场的典型应用

在没有磁场的环境里

科学家们会有怎样的发现呢

房院士在北航研究陀螺仪

他说磁悬浮具备摩擦更小的优势

应用这些技术的同时

陀螺越来越复杂，成本越来越高

原子自旋是原子的内在属性

“想要用这个来做陀螺

就得把周围磁场全部屏蔽掉”

由于原子对磁场特别敏感

可以用来测量极弱磁场

“我本来是要做陀螺的

现在测了一个非常弱的磁场”

2008年起

利用原子自旋SERF效应

房院士带领团队开始了极弱磁场的研究

“我们奋斗到2019年，

新的世界纪录被我们创造了”

由此诞生了“十四五”大科学装置——

超高灵敏极弱磁场和惯性测量装置

大科学设施在杭州建设

这个像“国家大剧院”的大设施能容纳

上百台独创的科学研究装置

供1000到2000名科学家同时做研究

同时服务四个面向

科学技术产业同步推进、协同创新

假如没有磁场的保护

地球会是什么样子

由于许多测量装置精度达不到要求

科学家们许多设想无法实现

极弱磁场环境下

动物会怎么样、植物会怎么样

材料性能会怎么变化

会不会有新的科学发现

会不会有新的技术诞生

有了超高灵敏测量装置

科学家们可以获取新的实验数据

“它首先就有第一个使命

它要有科学发现”

极弱磁场和惯性测量装置

为研究EDM电偶极矩的精密测量

CPT验证

探寻第五种力、暗物质的存在

提供新的途径

超高灵敏磁场和惯性测量装置

可以直接在火星、月球上测量物质属性

并传输回地球

为更多突破性的深空探测行动

提供了可能

     

上世纪80年代

我国科学家发现

磁场对植物生长具有一定影响

大科学装置对影响规律的研究

提供了新的可能

可以用来探寻动植物生长发育等信息

会产生很多新的科学发现

人体由细胞组成

充满了生命健康信息

“如果细胞的小电流里能测出来，

那就揭示生命现象”

人体内物质的合成和能量的转换

存在许多需要研究的问题

极弱磁对电生理信号的测量

提供了新的研究手段

“利用极弱磁场或零磁的环境

可以测量人体功能信息“

构建人体功能的大数据

为人们呈现更多更精确的健康状态

“将来要进社区服务

再做得便宜点，进家庭”

房院士讲到

随身穿戴的测量装置

可以随时监测老人身体健康状况

通过有组织的医工融合研究

推动极弱磁场测量技术的医学应用

与光学仪表、机电式仪表相比

量子仪表的精度更大、体积可以更小

“量子精密测量与传感

给我们带来了新的机遇 新的赛道”

进入量子精密测量时代以后

极弱磁场实现了另一个应用——

更精确的时间测量

这使得北斗导航更加精准

互联网的数据传输更加快速

“实际上都在享受，

量子精密测量给我们带来的幸福生活”

地震预报是世界难题

目前所使用的地震仪测量的是震动

预防的效果很有限

而通过磁场的变化

可以提前感知岩浆运动的变化

提早获取地震信息

“这个就是我的梦想

能建一个地磁的大科学装置”

转自：北航大科学装置研究院