原標題:比太陽耀眼1萬億倍,!中國科學家用最“亮”的光探測微觀世界
新時代新征程上,北京進一步深化改革、不斷推進中國式現(xiàn)代化建設,發(fā)展不只是在城市的生長上,,在科學技術上也是有飛躍式的進步。
1949年11月,,中國科學院在北京成立,。
1988年北京以中關村地區(qū)為中心建立第一個國家高新技術產業(yè)開發(fā)試驗區(qū)。
2014年,,“全國科技創(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,,萬人發(fā)明專利擁有量從48.2件提高到262.9件,。國家高新技術企業(yè)從1.04萬家提高到2.83萬家。高技術產業(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,,統(tǒng)籌聯(lián)動、融合發(fā)展,,2023年創(chuàng)新型產業(yè)集群示范區(qū)承接三大科學城成果超過270個?,F(xiàn)在我們總臺記者何暢就在懷柔科學城一處最亮眼的大裝置的調試現(xiàn)場,目前正在逐步邁入“全面運行”階段,。
總臺記者何暢:準確來說,,這里的名稱叫高能同步輻射光源。現(xiàn)場可以看到有許多的工作人員正在對著大屏幕上的實時數(shù)據(jù)進行監(jiān)測,,正在做的工作叫調束,。
先來說,為什么把這里稱為最亮眼的大科學裝置,。
是因為未來這里將發(fā)出世界上最亮的光,,這個亮度要比太陽光還要亮1萬億倍,。這么亮的光,居然是由小小的電子運動加速產生的,。
外觀像放大鏡
探測微觀世界的利器
從空中俯瞰這個大裝置,,它的整個造型就像一個巨大的放大鏡,這也寓意著這里是一把探測微觀世界的利器,。
剛才說的小小的電子將在眼前這個大圓環(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,,電子未來就將在這些磁鐵的包裹當中奔跑。
精細操作
利用電子運動產生最強光
這一切說起來很簡單,,做起來其實很極限?,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,,還得轉彎,。為了達到精準控制,這些設備的加工精度及安裝誤差就得控制在10微米的量級,。
在這些儀器的控制下,,調試電子的奔跑狀態(tài)就是調束工作。
加速器建設成功
調束進入快行道
好消息是,,就在10天前,,監(jiān)測圖出現(xiàn)了這樣的波形,這說明已經(jīng)有3000億個電子,,能以近光速在大圓環(huán)中貫通循環(huán)了,。
這意味著調束工作開始進入快車道,爭取早日射出世界最強光,。
仿如超大X光機
透視物質內部結構
制造最強的光到底用來干什么呢,?換個場景來解答。
這里是高能同步輻射光源的實驗大廳,。墻里面就是儲存環(huán),,未來電子從這樣的預留孔中射出來就能產生最強的光。
為什么需要這么強的光呢,?看這里,!
這是一張出自醫(yī)院的胸片,原理是用X光來探測我們人體的內部構造。同步輻射光源產生的光同樣是來研究內部構造的,,但不是人體,,而是物質材料,比如像這樣的鋼板,。
如此高密度高強度的金屬想看到內部結構,,自然需要更強的光。
以光為尺丈量萬物
最強光通過光束線的處理再來到實驗站之后就可以展開實驗了,。
有了實驗用光之后怎么開展研究呢,?其中一個做法就是以光為尺,丈量物質結構,。
這里有根頭發(fā)絲,,怎么用光測量它的直徑呢?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,可以通過測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
未來將為前沿領域提供創(chuàng)新動能
用這最強的光來研究物質的微觀世界到底跟生產生活有何關系呢,?
等正式運行之后,,從航空航天材料到病毒蛋白質,未來都能在這里進行“體檢”,,助力像超導體的研究,、新藥物的研發(fā)等等,可以說是為航空航天,、能源環(huán)境,、生命醫(yī)藥等領域的原始創(chuàng)新提供最先進的研究平臺。
(總臺記者何暢劉雪楠尹一男楊凱)