春末通常是婚礼和毕业典礼的黄金时间，但今年由于俄罗斯入侵乌克兰而加剧的全球氦气短缺迫使零售商警告派对策划者，充气气球有时可能会供不应求。虽然这可能会略微抑制季节性庆祝活动，但对于像哈佛的物理学家来说，近几个月来稀有气体的供应紧张实际上可能会导致研究停止。氦气短缺影响着世界各地的研究人员。在物理、工程、化学、生物学和医学研究中，只要需要寒冷环境进行实验（包括冷却大型磁体、MRI 机器或质谱仪，或在凝聚态物理研究中减慢原子速度）就会使用氦气和液氦。

 

使用液氦所做的工作已经产生了大约 16 项诺贝尔奖，这表明由于气体和液体的独特特性，它在这些领域已成为多么重要。

 

在哈佛，研究人员可能不得不关闭依赖氦气和液氦的昂贵技术设备。在某些情况下，这可能会对仪器造成不可挽回的损坏，并迫使一些科学家停止研究。一些连锁反应可能包括论文工作依赖于这些项目的学生的毕业延迟。

 

氦是宇宙中第二丰富的元素，但在地球上它相对稀有。它是铀衰变的结果，不能人工制造，是天然气提炼的副产品。只有少数几个国家生产它，美国和俄罗斯是顶级供应商。正因为如此，只需几次供应中断即可引发危机——天然气行业将当前的供应中断称为“氦短缺 4.0”，这是自 2006 年以来的第四次供应中断。

 

最近的短缺始于去年，并在冬末开始升温。它是由一系列世界事件引发的，包括大流行带来的全球供应链问题并因乌克兰战争而恶化，以及主要生产商计划和计划外的停产——例如美国 1 月中旬的泄漏德克萨斯州的氦储备经过四个月的计划关闭以及 10 月的火灾和 1 月的爆炸关闭了俄罗斯的一个主要设施。

 

在哈佛，短缺已经迫使一些严重依赖元素的研究人员做出痛苦的决定，以减缓项目的速度。物理学和应用物理学教授菲利普·金说，他不得不关闭实验室大约一半依赖低温仪器的研究活动。“我的研究生毕业可能会因为论文工作的放缓而推迟，”kim说。“博士后研究员的研究项目也放慢了速度，因为他们还需要等待才能进行实验。”

 

哈佛质谱中心的 Charles Vidoudez 开始因短缺而失眠。该中心的首席研究科学家 Vidoudez 使用它使该设施的四台质谱仪保持在运行所需的极低压力下。暂停将影响数十个依赖该中心使用机器进行一系列分析的实验室。Vidoudez 花费了无数个小时给他能找到的几乎所有供应商打电话或发电子邮件。“大多数人要么不回答，要么回答的人说，'我们目前不接受新客户，'”Vidoudez 说。

 

管理员正试图帮助研究人员提高使用液氦的效率并减少对它的依赖。Stubbs 和 FAS 科学部负责研究的助理院长 Sarah Lyn Elwell 正在共同主持一个委员会，该委员会专注于氦气的保护和分配，以管理他们度过危机的方式。该部门还有位于牛津街 38 号的氦回收设施，该设施于 2012 年上线。该设施从 FAS 内的 12 个参与实验室回收液态氦蒸发。然后，它对蒸发的氦气进行纯化和重新液化，并以较低的价格再次将其分配给实验室。

 

哈佛大学的氦液化器工程师马科斯汉金说，该设施也感受到了短缺的影响。由于蒸发捕获不是 100%，设施必须使用外部供应来弥补损失。他们的供应商分配了他们平时供应量的 60%。到 3 月底，这一比例变为 45%。目前，该设施已经能够为使用少量液氦的实验室提供正常水平，但它不得不为 Kim 和 Yacoby 等实验室定量供应。该设施正在与保护委员会以及大学的战略采购办公室进行协调，以尝试寻找氦气并开发替代解决方案。

 

核磁共振 (NMR) 核心设施为哈佛社区的 30 多个研究小组和 200 多名活跃的研究人员提供支持，是恢复设施能够保持正常水平运行的实验室之一，因为它只使用了大约每年 1,500 升。仪器中心的电子技术员 Anthony Lowe 负责 NMR 实验室的液氦和氦气供应。他特别感谢这些努力，因为液氦使光谱仪内的大磁铁保持在零华氏度以下约 450 度。没有它，他们将不得不降低 NMR 磁体。然而，这些机器的成本从 50 万美元到 200 万美元不等，并不意味着要关闭，而且 NMR 磁体可能会永久损坏。“这是一个冒险的提议，Lowe 说。

 

Lowe 希望短缺问题能尽快好转，但和许多人一样，他总体上担心氦气的未来。“这是一种有限的资源，”Lowe 说。“在我们的一生中，它可能不会用完，但对人类来说，它的供应是有限的。我们不能再制造了。”