位于北京郊外的综合极端条件实验装置，可对样品进⾏⼀系列物理测试。图⽚来源：中国科学院物理研究所
北京郊区有⼏幢不起眼的建筑，上⾯标着字⺟“X”，代表“extreme”（极端）。这⾥就是综合极端条件实验装置（SECUF）。世界各地的研究⼈员将实验材料置于极端磁场、压⼒和温度环境之中，采⽤全新技术，获取⾼时间分辨率的观测数据。
综合极端条件实验装置耗资⾼达2.2亿美元。找到电阻为零的全新超导体，是这⾥很多研究⼈员梦寐以求的⽬标之⼀。中国科学院物理研究所凝聚态物理学家、综合极端条件实验装置⾸席科学家吕⼒说：“不同极端条件的组合，有利于研究⼈员获取新发现。”
各国科研机构正竞相开发能够在室温⽽⾮低温环境下表现出超导特性的材料，⽽深⼊了解超导机制对此⾄关重要。室温超导材料具有极⼤优势，例如提⾼计算机运算速度、减少电⼒消耗等。
综合极端条件实验装置，可为探索神奇的新材料提供极低温、强磁场和超⾼压等极端条件。在极端环境中，各种材料会表现出正常条件下不曾展现的特性。例如，⼀些看似普通的材料，在⾼压、低温条件下会成为超导体。英国爱丁堡⼤学从事极端条件⼯程和仪器研究的物理学家Konstantin Kamenev说，测量超导特性并⾮易事，这种特性的出现还与测量技术有关。
综合极端条件实验装置可同时提供各种极端条件，使研究⼈员可更全⾯、更⾼效地测定样品特性。物理研究所凝聚态物理学家程⾦光说：“它就像⼀站式的商店。”
去年9⽉，经过⼀年试运⾏后，综合极端条件实验装置22个实验站已投⼊全⾯运⾏。在明亮房间的⼀⻆是程⾦光负责的实验站。实验站结合了基于⽴⽅六⾯砧压腔（在六⾯施加巨⼤压⼒挤压材料的装置）和两套超导磁体和氦基低温恒温器。该实验站可⽤于测量材料⼀系列电⼦特性。
程⾦光介绍，传统的⾦刚⽯压砧等⾼压装置能容纳与头发丝宽度相当的样品，但综合极端条件实验装置的六⾯砧能够⽤于压缩更⼤的样品，更易实现对电⼦特性的精细观测。
程⾦光说，他和同事利⽤该装置已发现数种超导体，包括⼀种罕⻅的磁性超导体和⼀种锰基超导体。房间另⼀侧的⻩⾊警示牌后，放置着⼀套强⼤的超导磁体系统。这是物理研究所凝聚态物理学家周睿及其同事打造的实验站，⽤于极低温强磁场核磁共振研究。该实验站可追踪测量原⼦核在强磁场中的运动，有助于揭示临界超导温度⾼于-195.8 °C的⾼温超导体的超导机制。
综合极端条件实验装置可产⽣的磁场最⾼为26T，相较于其它实验装置并不算突出，例如美国国家强磁场实验室由超导磁体和有阻磁体组合⽽成的混合磁体，可产⽣⾼达45T的磁场，保持了世界纪录；法国国家强磁场实验室的有阻磁体，磁场强度可达37T，这些磁场耗能较⾼。
周睿介绍，综合极端条件实验装置能耗远⼩于其它实验装置，因此其稳态磁场维持时间不是⼏个⼩时或⼏天，⽽是⻓达⼀个⽉，这样研究⼈员就可以对样品开展更⻓时间的实验。
这⾥还有磁体系统可⽤于开展其它超导研究。物理研究所的凝聚态物理学家李刚负责的实验站，结合极低温与30T、20T超导磁体，测量量⼦振荡——⼀种可⽤于绘制材料电⼦“指纹”的物理现象。去年7⽉，英国剑桥⼤学的凝聚态物理学家Alexander Eaton和同事花了两周时间，利⽤这个实验站揭示了罕⻅超导体⼆碲化铀的电⼦特性。Eaton说：“我们只有在这⾥才能完成想做的实验。”
超导研究⼈员在综合极端条件实验装置可采⽤多种技术⼿段。浙江⼤学凝聚态物理学家曹光旱和同事使⽤六⾯砧压腔和核磁共振测量技术，研究此前意外发现的⼀种有趣的铬基材料。曹光旱和同事将这种材料置于六⾯砧压腔中，发现材料可在⾼压环境中表现出超导迹象。他们还利⽤核磁共振实验站观测这种化合物的磁特性。在同⼀地点联⽤多种技术⼿段对样品开展实验，可帮助研究⼈员拓展深度、提⾼效率。曹光旱说：“这对我们太便利了。”
在综合极端条件实验装置，超导现象并不是研究⼈员的唯⼀⽬标。⼀些研究⼈员使⽤超快光场探索半导体的特性，还有研究⼈员⽤⼀系列仪器来追踪物质难以捉摸的量⼦态。程⾦光表示，实验装置向国内外⽤户开放，所有申请都会得到平等对待。他补充说，今年的审批程序将更加严格，以便给予研究者更充裕的时间，在各实验站开展⼯作。
尽管世界各地的研究⼈员都可使⽤该装置，但美国国家强磁场实验室凝聚态物理学家Ali Bangura认为，这⼀装置使中国在室温超导研究领域更具优势。他说在同⼀实验室提供更多技术⼿段开展观测，“⼤⼤增加了SECUF获得重⼤突破的可能性。”