Интерпретация значения жесткого рентгеновского лазерного устройства на свободных электронах

Поскольку устройство с жестким рентгеновским лазером на свободных электронах вступает в стадию комплексной разработки, в будущем оно будет вместе с существующим источником света синхротронного излучения в Шанхае, сверхмощным и ультракоротким лазерным устройством на свободных электронах с мягким рентгеновским излучением. лазерное экспериментальное устройство и т. д., чтобы сформировать крупнейшую и наиболее полную группу крупных научных фотонных установок в мире.

«В Чжанцзяне вырастет ведущий центр фотонной науки». 27 апреля на академической BBS «Научные возможности и технические задачи рентгеновского лазера на свободных электронах», организованной Шанхайским научно-техническим университетом и лабораторией Чжан Цзян, многие известные ученые сделали понимание функций и основных моментов жесткого Рентгеновское лазерное устройство на свободных электронах.

Идеальный зонд для выявления структуры материала и явлений жизни

Как идеальный зонд, который может выявить структуру материи и явления жизни на атомном / молекулярном уровне, рентгеновские лучи оказали глубокое влияние на физику, химию, жизнь и другие дисциплины.

«Людям необходимо и дальше изучать микромир, особенно в области материалов, окружающей среды, биологии и многих других дисциплин. В процессе выполнения некоторых фундаментальных научных исследовательских проектов мы начали предъявлять повышенные и более особые требования к источникам света. . " Цзян Хуайдун, профессор школы материаловедения и технологий Шанхайского университета науки и технологий и генеральный директор подстанции fel-i линии луча проекта жесткого рентгеновского лазерного устройства на свободных электронах, сказал, что сравнивает Благодаря источнику света синхротронного излучения третьего поколения рентгеновский лазер на свободных электронах имеет три значительных преимущества: более высокую яркость, более короткие импульсы и лучшую когерентность. Например, пиковая яркость рентгеновского лазера на свободных электронах на 8-10 порядков выше, чем у синхротронного источника третьего поколения, а частота импульсов на 3-4 порядка короче, в диапазоне от фемтосекунд до субфемтосекунды.

Создание жестких рентгеновских лазерных устройств на свободных электронах обеспечит получение изображений с высоким разрешением, сверхбыстрое исследование процессов, расширенный структурный анализ и другие передовые исследовательские инструменты для междисциплинарных исследований. Секретарь парткома Шанхайского университета науки и технологий, жесткое рентгеновское излучение, лазерное устройство на свободных электронах, генеральный менеджер проекта Чжи-юань Чжу для экспериментальной способности обнаружения, чтобы взять пример: энергетическое разрешение спектроскопии около 1 мэв (мэВ) провести эксперимент, в прошлое с источником света синхротронного излучения третьего поколения нужно до 200 дней, в то время как использование жестких рентгеновских лазерных устройств на свободных электронах нужно только до 3 часов.

Чжао Чжентан, директор Шанхайского института прикладной физики Китайской академии наук и главный научный сотрудник проекта лазерного устройства на свободных электронах с жестким рентгеновским излучением, сказал, что это устройство имеет широкий спектр применений. Например, в химии ученые могут наблюдать процесс разрыва химических связей с помощью экспериментов.

«В прошлом году Нобелевская премия по химии была присуждена криоэлектронной микроскопии в том смысле, что до сих пор научное понимание клеточной структуры ограничивалось фотографированием молекул. В будущем когда-то будет использоваться жесткий рентгеновский лазер на свободных электронах У ученых будет возможность наблюдать за клетками во время их жизни. Только поняв основную структуру материи и получив более глубокое понимание на атомном и молекулярном уровнях, ученые смогут управлять этими структурами », - сказал Цзян.

Требования к точности строительства беспрецедентны

Общая длина - 3. Устройство с жестким рентгеновским лазером на свободных электронах длиной 1 км построит подземный туннель, проложенный под землей на 29 метров. Это не только самая дорогая научная установка с момента основания нового Китая, но и самая сложная в строительстве.

«В отличие от обычных объектов гражданского строительства, это большая научная установка со специальным применением в науке, поэтому требования к точности строительства беспрецедентны». По словам Ян Чжихао, руководителя проекта создания лазерного устройства с жестким рентгеновским излучением на свободных электронах и вице-президента Шанхайского туннельного инженерного института проектирования и исследования железнодорожного транспорта, устройство с жестким рентгеновским лазером на свободных электронах является ультрасовременным. , сверхдлинный и сверхглубокий проект. В связи с особенностями этого устройства, после предварительного изучения необходимо построить прямой туннель с различными оптическими приборами и оборудованием внутри участка чжанцзян, пудун, который можно построить только под землей. Обычные гражданские конструкции обычно строятся с точностью до сантиметров, в то время как блоки жесткого рентгеновского лазера на свободных электронах строятся с точностью до миллиметров или даже микрон. Для соответствия требованиям научных экспериментов прибор оборудован пятью рабочими колодцами, а глубина выемки каждой колодца достигает около 45 метров. «В слое мягкого грунта фундамента в Шанхае не забудьте сделать этот участок длиной до 3-х метров». Монтаж без проседания протяженностью 1 км означает сложность и сложность строительства.

Известно, что срок строительства жесткого рентгеновского лазерного устройства на свободных электронах составляет семь лет, включая исследования и разработку самого устройства, а время строительства инженерной части туннеля - три года. Ожидается, что он будет завершен к концу 2024 года.

Кластеры больших устройств будут функционально дополнять друг друга

В последние годы, когда разработка рентгеновского электронного лазера перешла от стадии доказательства принципа и исследования методов к стадии быстрого развития передовых научных достижений, академическое сообщество в целом полагает, что он будет играть незаменимую роль на переднем крае. области энергетики, окружающей среды, здоровья и открытия новых материалов и т. д., которые решают национальные стратегические потребности.

Как важная часть строительства всеобъемлющего национального научного центра Чжанцзян, китайское лазерное устройство с жестким рентгеновским излучением на свободных электронах было начато не слишком поздно, и его характеристики лучше, чем у Европы и Америки. «В будущем устройство для лазера на свободных электронах с жестким рентгеновским излучением будет дополнять устройство для лазера на свободных электронах с мягким рентгеновским излучением и сверхсильное и ультракороткое лазерное экспериментальное устройство с точки зрения функций, отвечающих потребностям различных пользователей». Чжао Чжентан считает, что кластер больших устройств создаст стратегические возможности для Шанхайского научно-технического инновационного центра, чтобы значительно улучшить его независимый инновационный потенциал, и будет играть незаменимую роль в участии в глобальном конкурсе научно-технических инноваций в будущем.

Страница содержит содержимое машинного перевода.