原標(biāo)題:比太陽(yáng)耀眼1萬(wàn)億倍,!中國(guó)科學(xué)家用最“亮”的光探測(cè)微觀世界
新時(shí)代新征程上,北京進(jìn)一步深化改革,、不斷推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化建設(shè),,發(fā)展不只是在城市的生長(zhǎng)上,在科學(xué)技術(shù)上也是有飛躍式的進(jìn)步,。
1949年11月,中國(guó)科學(xué)院在北京成立,。
1988年北京以中關(guān)村地區(qū)為中心建立第一個(gè)國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)試驗(yàn)區(qū),。
2014年,“全國(guó)科技創(chuàng)新中心”城市新定位的提出,,北京科技創(chuàng)新發(fā)展有了新方向,。
從2014年到2023年,萬(wàn)人發(fā)明專利擁有量從48.2件提高到262.9件,。國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)從1.04萬(wàn)家提高到2.83萬(wàn)家,。高技術(shù)產(chǎn)業(yè)增加值從4738.5億元提高到11859.1億元。
數(shù)字的變化,,足以說(shuō)明北京在科技創(chuàng)新方面的投入,。這些年,北京以“三城一區(qū)”為主平臺(tái),,統(tǒng)籌聯(lián)動(dòng),、融合發(fā)展,2023年創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)集群示范區(qū)承接三大科學(xué)城成果超過(guò)270個(gè)?,F(xiàn)在我們總臺(tái)記者何暢就在懷柔科學(xué)城一處最亮眼的大裝置的調(diào)試現(xiàn)場(chǎng),,目前正在逐步邁入“全面運(yùn)行”階段。
總臺(tái)記者何暢:準(zhǔn)確來(lái)說(shuō),,這里的名稱叫高能同步輻射光源?,F(xiàn)場(chǎng)可以看到有許多的工作人員正在對(duì)著大屏幕上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),正在做的工作叫調(diào)束,。
先來(lái)說(shuō),,為什么把這里稱為最亮眼的大科學(xué)裝置。
是因?yàn)槲磥?lái)這里將發(fā)出世界上最亮的光,,這個(gè)亮度要比太陽(yáng)光還要亮1萬(wàn)億倍,。這么亮的光,居然是由小小的電子運(yùn)動(dòng)加速產(chǎn)生的,。
外觀像放大鏡
探測(cè)微觀世界的利器
從空中俯瞰這個(gè)大裝置,,它的整個(gè)造型就像一個(gè)巨大的放大鏡,,這也寓意著這里是一把探測(cè)微觀世界的利器。
剛才說(shuō)的小小的電子將在眼前這個(gè)大圓環(huán)中奔跑,,跑得多快,?接近光速!
眼前的五顏六色的這些裝置就是各種精密的磁鐵,,電子未來(lái)就將在這些磁鐵的包裹當(dāng)中奔跑,。
精細(xì)操作
利用電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生最強(qiáng)光
這一切說(shuō)起來(lái)很簡(jiǎn)單,做起來(lái)其實(shí)很極限?,F(xiàn)在我手中拿的正是電子真正的跑道,。
電子在這里面跑,跑得數(shù)量得夠多,,得接近光速,,還不能碰壁,還得轉(zhuǎn)彎,。為了達(dá)到精準(zhǔn)控制,,這些設(shè)備的加工精度及安裝誤差就得控制在10微米的量級(jí)。
在這些儀器的控制下,,調(diào)試電子的奔跑狀態(tài)就是調(diào)束工作,。
加速器建設(shè)成功
調(diào)束進(jìn)入快行道
好消息是,就在10天前,,監(jiān)測(cè)圖出現(xiàn)了這樣的波形,,這說(shuō)明已經(jīng)有3000億個(gè)電子,能以近光速在大圓環(huán)中貫通循環(huán)了,。
這意味著調(diào)束工作開(kāi)始進(jìn)入快車道,,爭(zhēng)取早日射出世界最強(qiáng)光。
仿如超大X光機(jī)
透視物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
制造最強(qiáng)的光到底用來(lái)干什么呢,?換個(gè)場(chǎng)景來(lái)解答,。
這里是高能同步輻射光源的實(shí)驗(yàn)大廳。墻里面就是儲(chǔ)存環(huán),,未來(lái)電子從這樣的預(yù)留孔中射出來(lái)就能產(chǎn)生最強(qiáng)的光,。
為什么需要這么強(qiáng)的光呢?看這里,!
這是一張出自醫(yī)院的胸片,,原理是用X光來(lái)探測(cè)我們?nèi)梭w的內(nèi)部構(gòu)造。同步輻射光源產(chǎn)生的光同樣是來(lái)研究?jī)?nèi)部構(gòu)造的,,但不是人體,,而是物質(zhì)材料,比如像這樣的鋼板。
如此高密度高強(qiáng)度的金屬想看到內(nèi)部結(jié)構(gòu),,自然需要更強(qiáng)的光,。
以光為尺丈量萬(wàn)物
最強(qiáng)光通過(guò)光束線的處理再來(lái)到實(shí)驗(yàn)站之后就可以展開(kāi)實(shí)驗(yàn)了。
有了實(shí)驗(yàn)用光之后怎么開(kāi)展研究呢,?其中一個(gè)做法就是以光為尺,,丈量物質(zhì)結(jié)構(gòu)。
這里有根頭發(fā)絲,,怎么用光測(cè)量它的直徑呢,?答案是光的衍射。
用光一打,,墻上就出現(xiàn)了這樣一段一段的衍射斑,,可以通過(guò)測(cè)量光段之間的間距再加上特定公式,就可以反推出頭發(fā)絲的直徑了,。
穩(wěn)步推進(jìn)
未來(lái)將為前沿領(lǐng)域提供創(chuàng)新動(dòng)能
用這最強(qiáng)的光來(lái)研究物質(zhì)的微觀世界到底跟生產(chǎn)生活有何關(guān)系呢,?
等正式運(yùn)行之后,從航空航天材料到病毒蛋白質(zhì),,未來(lái)都能在這里進(jìn)行“體檢”,助力像超導(dǎo)體的研究,、新藥物的研發(fā)等等,,可以說(shuō)是為航空航天、能源環(huán)境,、生命醫(yī)藥等領(lǐng)域的原始創(chuàng)新提供最先進(jìn)的研究平臺(tái),。
(總臺(tái)記者何暢劉雪楠尹一男楊凱)