歷時(shí)一年半，中國(guó)首臺(tái)第四代光源———X射線自由電子激光試驗(yàn)裝置已結(jié)束土建和公用設(shè)施工程，即將進(jìn)行設(shè)備安裝，并計(jì)劃于今年年底調(diào)束出光，2018年正式投入使用。近期從中科院上海應(yīng)用物理研究獲悉，這款自由電子激光設(shè)施與同步輻射光源形成的組合，將顯著提升中國(guó)科學(xué)家洞悉物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的能力。
據(jù)該應(yīng)用物理研究所所長(zhǎng)趙振堂介紹，作為新一代光源，X射線自由電子激光的峰值亮度比第三代同步輻射光源高10億-100億倍；脈沖長(zhǎng)度可達(dá)到飛秒量級(jí)(1秒的1000萬(wàn)億分之一)，比第三代同步輻射光快1000倍；同時(shí)，它的相干性更好，由于其光脈沖極短，它可以為分子拍電影，而第三代光源只能為分子拍照片。
X射線自由電子激光的出現(xiàn)，為物理、化學(xué)、生物、材料等學(xué)科前沿研究開(kāi)辟了全新的領(lǐng)域，成為實(shí)現(xiàn)科學(xué)突破與技術(shù)創(chuàng)新的研究利器。
迄今為止，利用這種新一代光源，人類(lèi)已解決了多項(xiàng)重大科學(xué)難題，如實(shí)現(xiàn)了對(duì)原子樣本上單個(gè)電子的操控，并從內(nèi)到外將電子逐個(gè)剝離，開(kāi)辟了非線性X射線科學(xué)的新時(shí)代；實(shí)現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)中對(duì)化學(xué)鍵斷裂和成鍵過(guò)程的實(shí)時(shí)觀測(cè)；實(shí)現(xiàn)了決定布氏錐蟲(chóng)(導(dǎo)致非洲昏睡病)存亡的關(guān)鍵酶的蛋白晶體結(jié)構(gòu)解析；成功解析了視紫紅質(zhì)與阻遏蛋白復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)等。
上海X射線自由電子激光裝置與“鸚鵡螺”上海光源毗鄰相望。事實(shí)上，“同步輻射光源+X射線自由電子激光”，正是光子科學(xué)平臺(tái)發(fā)展的最新方向，目前全球已有6個(gè)這樣的組合，分別位于德國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)、瑞士和意大利。而在張江，這一光源組合正在崛起。
據(jù)趙振堂表示，待硬X射線波段自由電子激光裝置建成，我國(guó)的光源組合將與美國(guó)、德國(guó)和日本等并駕齊驅(qū)。
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