[能为分子“拍电影”!X射线自由电子激光试验装置项目经过国家验收]_1

2020年12月8日

能为分子“拍电影”!X射线自由电子激光试验装置项目经过国家验收
(记者郜阳)大科学设备作为城市立异才能的重要组成,也是未来科技竞赛的重要支撑。记者得悉,坐落浦东新区的国家严重科技基础设备X射线自由电子激光试验设备项目,日前经过国家验收。

  
X射线自由电子激光试验设备由中国科学院和教育部一起建造,中科院上海使用物理研讨所为法人单位,北京大学为共建单位。设备主体由一台8亿4千万电子伏特的高性能电子直线加快器和一台可以完成多种先进运转形式的自由电子激光放大器组成。

  
为分子“拍电影”

  
X射线自由电子激光试验设备项目经过5年半的严重建造和精密调试,高质量地建成了我国首台X射线波段自由电子激光试验设备;并成功地研发了射频超导加快单元。

  
现在,全球建成的X射线自由电子激光设备仅有8台,其它7台别离坐落德国(两台)、美国、日本、韩国、意大利和瑞士。以X射线自由电子激光试验设备为基础建造的我国首台X射线波段自由电子激光用户设备,将为我国展开动力、资料、生物等范畴科学前沿问题的探究供给强有力的东西;一起,也为我国持续展开自由电子激光新原理的探究和验证、要害技能的研讨供给了不行代替的试验渠道。

  
关于探究微观世界而言,光源的质量至关重要。数十年来,同步辐射光源已阅历了三代的开展。外形酷似鹦鹉螺的上海光源,便是全球最先进的第三代同步辐射光源之一,也成为物理、化学、资料、医学、生命科学等许多科学范畴中基础研讨和使用研讨的一种不行或缺的先进研讨手法。

  
不过,受原理约束,第三代同步辐射光源也存在一些缺陷。如果说它是为分子“摄影”的话,那么X射线自由电子激光就能为分子“拍电影”。也便是说,第三代光源只能让人看到微观世界物质的结构,而X射线自由电子激光试验设备则能记录下微观世界物质的动态进程。

  
与人类日子休戚相关的许多物理和化学进程,本质上都是原子和分子进程。以往,科学家只能经过静态的图画估测原子和分子的运动;有了X射线自由电子激光试验设备这样的超级高速开麦拉,科学家就可以观测到愈加精密的动态改变。

  
自主研发要害中心设备

  
国家验收委员会专家以为,X射线自由电子激光试验设备的建造部队经过自主研发和国内外协作,完成了集成立异和原始立异,有力地推动了我国自由电子激光范畴的开展,完成了严重的打破,一起为硬X射线自由电子激光设备的建造供给了技能和人才储藏。

  
在建造进程中,项目自主研发了一系列要害中心设备,其间C波段加快单元的均匀运转梯度到达了世界同类设备最高水平,条带型束流方位丈量体系的分辨率到达世界先进水平;开展了腔式束流方位探测器和根据偏转腔的束团相空间丈量以及XFEL脉冲重构体系,到达世界先进水平;一起完成了超导腔研发的全国产化,笔直测验加快梯度和无载品质因数到达世界先进水平。根据高精度、多维度束流丈量和反应技能,完成了高安稳、高品质的电子束团和FEL辐射发生;在调试进程中,创始了EEHG-HGHG混合级联型的自由电子激光先进运转形式,辐射带宽和中心波长安稳性明显优于传统级联。

  
记者得悉,X射线自由电子激光试验设备坐落浦东张江,将与上海光源、国家蛋白质科学研讨(上海)设备、上海超强超短激光设备等组成张江综合性国家科学中心大科学设备集群的中心,成为我国光子科学研讨的国之重器。X射线自由电子激光设备外形细长,似一柄光剑。“鹦鹉螺+光剑”的强强联手,宣布的光将照亮微观世界,也照亮人类探究物质奥妙的科学之路。