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中国有了最先辈的“原子分子摄像机”

标签:中国,国有,有了,最先,先辈,原子,分子,摄像,摄像机  2017-1-19 9:40:38  预览次

  在诠释“大连光源”是什么之前,先讲一个科学史上的小故事。

本文引用地址:http://www.esouou.com/eepw.com7843/article/201701/343039.htm

  19世纪末,有人提出了一个风趣的题目:马在奔跑时有没有四蹄同时离地的瞬间?临时间,大家莫衷一是——由于仅靠人眼观察,实在无法判断。直到有人设计出一套延续拍照的装置,将马延续奔跑的过程“分解”为一帧帧照片,才得出了结论。

  中国有了最先辈的“原子分子摄像机

  “大连光源”局部。中科院大连化物所提供

  要研究物质是如何转变、活动的,最好的体例就是将过程“记录”下来,能够让人们清楚地“看到”。今天,人类对客观世界的研究已经深入到分子、原子条理,在这个微观层面,必要探测的原子或分子数量可能特别很是少、存在时间也特别很是短,转变每每就发生在飞秒(10-15秒)、皮秒(10-12秒)之间。因此,要想知道物质在这个微观层面是如何转变的,就必要更先辈的“摄影机”。

  中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大化所”)和中国科学院上海应用物理研究所(以下简称“上海应物所”)的科学家们研发了“原子分子摄像机北京11选5”——极紫外自由电子激光装置。

  1月15日,极紫外自由电子激光装置——“大连光源”,发出了世界上最强的极紫外自由电子激光脉冲,单个皮秒(10-12秒)激光脉冲产生140万亿个光子(1。4×1014光子/脉冲),这是世界上最亮的、波长完全可调的,也是唯一运行的极紫外自由电子激光装置。

  据悉,“大连光源”是由国家天然科学基金委员会支撑,大化所上海应物所联合研制的。中国科学院副院长王恩哥院士透露表现,“大连光源”为我国乃至世界提供了一个独特的科学研究装置,同时也为我国将来发展更高能量的X射线波段自由电子激光打下了坚实基础。

  大化所副所长杨学明院士介绍,自由电子激光是国际上最先辈的新一代先辈光源,是当今世界先辈国家竞相发展的紧张方向,在科学研究、先辈技术、国防科技发展中有偏重要的应用前景。而极紫外波段是在分子、原子条理,研究物质的物理、化学转变的紧张手段之一,有着其他研究体例不可比拟的上风。

  此前极紫外波段的自由电子激光装置,多为研究自由电子激光自己,还没有被用于其他科学领域。上海应物所所长赵振堂说,“大连光源”是世界第一台运行在极紫外波段的大型自由电子激光科学研究用户装置,环境、材料、生命科学等领域的科学家能够行使这台“仪器化的装置”揭示分子动力学过程,进一步诠释天然奥秘。

  大化所研究员张未卿也透露表现,极紫外光是研究化学反应动力学最好的手段之一。“极紫外光具有能够电离几乎所有的组成通俗物质的原子和分子的特征,因此能够极其灵敏地探测化学反应过程中存在时间很短、特别很是稀疏的,但是却特别很是紧张的中央体物种。在如许的极紫外光下,几乎所有的原子和分子都无所遁形,因此是研究与原子分子过程相关的物理和化学题目的强有力的工具之一。”

  赵振堂总结说,与“合肥光源”“上海光源”等同步辐射光源相比,“大连光源”的光子能量并不是最高的,但对研究分子、原子化学反应动力学来说却是最合适的——“大连光源”有最亮的“闪光灯”,其峰值功率的亮度比太阳光高百亿倍;“大连光源”有最快的“快门”,出光长度能达到飞秒、皮秒。赵振堂说:“假如说第三代同步辐射光源能给分子原子‘拍照片’,那“大连光源”就是一部‘摄像机’,能给分子原子‘拍电影’,将其物理化学反应的全过程动态记录下来。”

  正如大化所副所长杨学明所说:“‘大连光源’的建成只是第一步。之后的关键在于‘用’,要建成高水平、稳固的应用平台。”

  这台分子原子的“摄像机”在化学、能源、物理、生物、环境等研究领域有着广泛应用信息网,作为世界上唯一运行的极紫外波段的自由电子激光装置,“大连光源”对于推动我国乃至世界在相关领域的研究有着极其紧张的作用。

  燃烧的过程究竟是什么样的——这对能源的开发和行使至关紧张;能否在更小尺寸实现半导体光刻作用——这是信息技术发展的关键一环;气溶胶是如何成核的——这能够让我们从根本上理解大气雾霾的形成和生长机理。

  杨学明透露表现,目前“大连光源”正在调试过程中,预计2017年春节后就可以进行科学实验,“假如统统顺利,项目将在2017年年底进行验收”。



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