新民晚报:升级版上海光源打造科研光谷“巨人阵”

2017/04/05 | 【 【打印】【关闭】 | 访问次数:

 

  图说:上海光源内部全景孙中钦摄

(记者 董纯蕾)细心的上海人发现,前年开始这里又见热火朝天的建筑工地,那是第四代光源——X射线自由电子激光装置(SXFEL),目前正在调束、建用户装置和线站;而第三代光源——上海光源同步辐射装置的二期扩容工程去年底也已开工,要再建16条光束线。再加上已列入国家“十三五”规划优先启动项目的硬X射线自由电子激光装置,毫无疑问,这片土地将崛起世界上数一数二的“超级显微镜”“巨型X光机”集群,堪称光谷“巨人阵”!

第三代光源

线站供不应求成倍扩容

齐建勋,中科院微生物研究所研究员,上海光源生物大分子晶体学光束线站的“常客”,高福院士领衔的世界著名研发团队的“主将”之一。从禽流感、埃博拉到寨卡病毒,毫不夸张地说,在新发突发病毒表面蛋白结构分析这件事上,全世界没人能比他们更快!

几乎每个月都能在上海光源遇到齐建勋,“具体时段要看光源分配给我们的机时了”。高福团队是上海光源的首批用户之一。“在此之前,我们得频频往美国跑,时效性肯定不及现在;或者将就着用室内X光,但亮度要比上海光源低10000倍。”

作为全球最先进最可靠的第三代同步辐射光源之一,上海光源运行7年多来,已为8600多个课题组超过15000人提供服务。材料、健康、能源、环境……破解艾滋病病毒的30年之谜,发现外尔费米子,从未如此高效地转化甲烷,史上首次在琥珀中找到亿年古鸟的标本……诞生在上海光源的顶级科研成果,不胜枚举,几乎每年都能入选国内外重大科学进展。

建设之初,谁也没想到,上海光源各种用途的光束线站的机时这么快就会供不应求,鹦鹉螺里当年预留的另一半空间这么快就要派上用场了。据中科院上海应用物理研究所所长赵振堂介绍,上海光源二期再添16条光束线站,2019年向用户开放。届时,上海光源的光束线站总数将逾30条,科学实验能力和实验方法由二十几种增至100多种,为更多科学前沿领域提供研究“超级利器”。

第四代光源

“分子电影”时代来了

“洞悉分子、原子、电子的结构,掌握其运动规律,甚至操控它,这是世界上最前沿的科学研究了,必须借助最极端的研究手段,那便是光源。”赵振堂如是说。

上海光源属于第三代光源,X射线自由电子激光装置则已“进阶”为第四代光源,峰值亮度比第三代还要高10的9-10次方,成像时间以飞秒(1秒的1000万亿分之一)来论。如果说第三代同步辐射光源是为分子“拍照”的话,那么第四代自由电子激光装置就是“拍分子电影”了。正是利用这种新一代光源,人类已实现了对原子样本上单个电子的操控;实现了化学反应中对化学键断裂和成键过程的实时观测……

“在亮度又一次大增的第四代光源里,特别迷你的晶体和分子团都有可能收到实验数据。”齐建勋充满期待。

赵振堂展望说,X射线自由电子激光试验装置去年底已出光,目前正在调束,预计今年夏天能达到理想状态:软X射线自由电子用户装置去年11月已开工,预计2019年可向用户开放。

最强光组合

站在“巨人阵”的肩膀

和鹦鹉螺的“画风”截然不同,狭长的X射线自由电子激光装置,形似一柄光剑。两者最近处仅相距几十米。如此“强强组合”,美国、德国、日本,韩国、瑞士和意大利已拥有,中国上海张江将是第六组。第三、四代光源毗邻而居,是光子科学发展的最新趋势。

赵振堂表示,我们要打造世界上综合性能水平最先进的光子科学大装置集群,组建世界级大科学中心。

科学家们常说来上海光源就好像站上了巨人的肩膀,可以预见,未来,这里将助力科学家站在“巨人阵”的肩膀上!(原载自2017年《新民晚报》07版)

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