比太阳亮1万亿倍,这个大科学装置年底将发射“第一束光”

来源:科普中国 发布时间:2024年03月29日

北京怀柔科学城大科学装置高能同步辐射光源预计2024年年底发射“第一束光”。目前,突破怀柔科学城统领融合发展工作正在加速推进。

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图片来源:中国科学院高能物理研究所官网

高能同步辐射光源(HEPS)作为中国大科学装置之一,是由中国科学院、北京市共建的怀柔科学城大科学装置集群的核心装置。其建成后,将成为我国首台高能同步辐射光源,也是世界上亮度最高的第四代同步辐射光源之一,可以发射比太阳亮1万亿倍的光,有助于更深层次地解析物质微观结构和演化机制,为提升我国国家发展战略与前沿基础科学技术领域的原始创新能力提供高科技研究平台。

同步辐射是一种由接近光速运动的带电粒子在弯曲的轨道上运动时产生的电磁辐射现象。在同步辐射光源装置中,电子通过加速器加速产生了高能量的电子束并在磁场中偏转,由于相对论效应,这些电子会发射出从红外线到X射线的各种波长的光子。类似于阳光照射到物体之后,很多光子携带着物体的颜色、大小和形状等信息进入我们的眼睛一样,在同步辐射光源中,人们利用各种探测器代替了眼睛,使用波长覆盖从原子水平到生物细胞尺度的大范围的同步辐射光子,研究各种环境中的物质。这为物理、化学、材料科学、计量学、地球科学、环境科学、生命科学等各个领域的前沿研究突破和关键技术的实现提供了有力支持。

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图片来源:中国科学院高能物理研究所官网

作为中国国家重大科技基础设施项目,HEPS如同一个超大号的X光机,能通过三级加速器将电子加速至接近光速,同时产生同步辐射光,利用同步辐射光穿透性强、高亮度、高强度和宽能谱等特点,可以“看清”微观世界,揭示物质微观结构生成及演化机制。

大科学装置HEPS于2019年6月启动建设。2023年2月1日,HEPS储存环隧道设备安装正式启动。

3月14日,HEPS取得又一项重要里程碑进展——其直线加速器满能量出束,成功加速第一束电子束,标志着HEPS建设进入科研设备安装、调束并行阶段。

高能同步辐射光源(HEPS)加速器储存环磁铁内景(12月11日摄)。新华社记者 金立旺 摄

12月11日,HEPS储存环最后一台磁铁12月11日安装就位安装就位,标志着HEPS储存环主体设备安装闭环。

据了解,目前,真空、束控、注入引出、高频、低温等设备和光束线站批量加工测试工作正在紧张推进中。“追光”不止,未来可期!

综合来源:新华社、中国新闻网、中国科学院高能物理研究所官网等