位于張江的“上海光源”是一臺巨大的顯微X光機,能獲取一只活體蝗蟲呼吸過程的高分辨率動態(tài)影像。而 “上海光源”的升級換代系統??自由電子激光則是更加精細的超級X光機,能在十分之一納米的空間尺度內,“直播”原子鍵瞬間形成和斷裂的畫面。
記者昨天從東方科技論壇獲悉,我國大型科學設施“上海光源”正部署后續(xù)建設,下一代光源系統將主推自由電子激光,以便自主掌握探索微觀世界的最尖端探針。
上海光源屬于第三代同步輻射光源,而自由電子激光被認為是 “第四代光源”。兩者相比,第四代光源擁有更高亮度,一般比前一代高出4個數量級,其波長可精密到0.1納米,即1毫米的千萬分之一;另一方面,第四代光源擁有超短的脈沖,大約只有幾個 “飛秒”,相當于1000萬億分之一秒。因此,自由電子激光光源在空間分辨率和時間分辨率上實現跨越式提升,使許多過去難以進行的科學實驗找到了理想工具,比如它能極其敏銳地捕捉原子狀態(tài)、分子結構變化,讓人類親眼觀察稍縱即逝的氫鍵重組。由此,從物理、化學到生命科學,各學科都將進入全新視野。
參加此次科技論壇的美、日、德、韓等國專家,都介紹了本國最新的第四代光源。去年4月,幾乎與上海光源試運行同步,世界上第一臺“硬X射線”自由電子激光光源在美國出光。據透露,日、德同類項目正在建設中,韓國、瑞士的項目也在跟進。
專家介紹,我國自由電子激光研究在楊振寧建議下起步,中科院上海應用物理所、中科院高能物理所、中科大等科研機構十多年來進行了大量關鍵技術攻關。上海光源工程總指揮、中科院副院長江綿恒表示,已向國家建議在上海光源園區(qū)北面,先建設一臺“軟X射線”自由電子激光試驗裝置,開展預先研究;并希望在此之后,再向國家申請建設更短波長的 “硬X射線”裝置,將我國與先進國家光子科學領域的差距縮短至10到15年。
我國專家認為,通過關鍵技術創(chuàng)新,緊湊型X射線自由電子激光的規(guī)??蓧嚎s至1公里以下,總造價將低于4億美元。
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