点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:最亮X射线将助力杰出科研工作
首页> 光明科普云> 焦点新闻 > 正文

最亮X射线将助力杰出科研工作

来源:科技日报2024-05-15 10:17

  HEPS全景图。图片来源:中国科学院高能物理研究所

  HEPS正在加紧调试。图片来源:中国科学院高能物理研究所

  【今日视点】

  在距离北京市中心约50公里、位于怀柔的环形高能同步辐射光源(HEPS)内,研究人员正在对数千个部件进行微调。这些部件将产生最明亮的X射线,可实时揭示样本分子和原子结构。

  HEPS团队希望今年6月底前完成真空室系统的安装工作,该系统是确保开始调束的不可或缺的重要部分。

  5月13日,英国《自然》杂志网站报道了中国即将竣工的HEPS。文章指出,耗资48亿元的HEPS将是亚洲首个此类光源。它使中国成为世界上仅有的几个拥有第四代同步加速器光源的国家之一。HEPS有望于2025年向研究人员开放。

  瑞典同步加速器辐射设施MAX IV实验室加速器部门负责人佩德罗·费尔南德斯·塔瓦雷斯认为,HEPS是一个顶尖装置,将助力杰出的科学研究工作。

  超高分辨率呈现纳米级样本微观结构

  在HEPS周长为1.36公里储存环内,电子将被加速到6000兆电子伏特。这将产生高能或“硬”X射线,使科学家可以在纳米尺度上探测样本。

  HEPS团队成员、中国科学院高能物理研究所线站科学家陶冶指出,利用第四代光源高相干特性,研究人员能在数百纳秒或更快时间尺度上完成动力学探测,时间分辨率将是第三代同步加速器的10000倍。

  当HEPS于2025年向研究人员开放时,科学家将借助其14条束线发出的X射线,开展生物医学、能源、先进材料和凝聚态物理等学科的实验。HEPS预计可以容纳多达90条束线。陶冶表示,这个环形设施将“影响除数学以外的几乎所有科学领域”。

  例如,为了确定蛋白质的原子结构,研究人员需要纯化这些分子,并将其诱导成有序的晶体结构,而X射线可以让这些晶体结构可视化。

  塔瓦雷斯解释称,较老的同步加速器几乎不可能研究较小的蛋白质晶体,但HEPS产生的“硬”X射线将足够强大,能对最微小样本进行详细分析。新的同步加速器还将使研究人员快速完成其“前辈”需要几天才能完成的实验。

  更亮光束加深对物质性质的理解

  目前,世界各地约有70个同步加速器正在建设或运行中,但只有少数属于第四代同步加速器“家族”。这些设施能产生最明亮、最聚焦的光。其中包括瑞典的MAX IV实验室、巴西的同步加速器光源“天狼星”、法国的欧洲同步辐射装置的极端明亮X射线源,以及美国的先进光子源。

  中国科学院高能物理研究所物理学家、HEPS工程副总指挥李煜辉表示,HEPS不是在现有设施的基础上建造,而是从头开始建造。

  巴西“天狼星”实验室主任哈里·韦斯特法尔表示,像HEPS这样的第四代同步加速器是依靠多弯消色差晶格的磁铁阵列来产生比前一代设施更窄、更亮的X射线束。HEPS将产生世界上最窄的电子束,研究人员能够借此从样本中获得更多的信息。

  韦斯特法尔补充道,这种高分辨率成像将极大促进科学家对物质性质的理解以及新材料的开发。(记者 刘 霞)

[ 责编:焦子原 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平主持中俄蒙元首第七次会晤

  • 习近平会见蒙古国总统呼日勒苏赫

独家策划

推荐阅读
点击羽绒服胸前的按钮,2秒即可速热,实现四档温度调节……1日,在哈尔滨举行的第七届中国国际新材料产业博览会现场,一款造型时尚的智能温控羽绒服吸引不少观展者驻足围观。
2025-09-02 10:23
当地时间9月1日,世界知识产权组织发布最新报告显示,今年的全球创新指数(GII)集群研究将风险资本交易活动作为一项新指标。全球创新指数集群排行榜于2017年创设,通过三项核心指标,识别世界级创新活动在当地的集中程度。
2025-09-02 10:21
强制性国家标准《电动自行车安全技术规范》昨起实施。为保障新国标在本市顺利推行,近日,市市场监管局组织召开在京销售电动自行车生产经营企业约谈指导会。为保障新国标平稳落地实施,本市市场监管部门将强化监督抽检,保障本市电动自行车产品质量安全。
2025-09-02 10:18
会空翻、格斗,能叠衣、调饮,善聊天、“思考”……前不久举行的2025世界机器人大会上,各类机器人本领“进化”、各显神通,展现了人工智能的巨大潜力。如今,从旅游出行的智能助手,到工厂培训的“最强大脑”,再到装备升级的有力支撑,人工智能扮演着越来越重要的角色。
2025-09-02 10:15
零碳园区的建设,对于推动我国经济社会发展全面绿色转型具有重要意义。节能降碳,光靠“外套保温”不够,在园区地上、地下,还有“血液循环”系统来“保持恒温”。
2025-09-02 10:15
在这条新的赛道上,中国青年正在奋力奔跑。
2025-09-02 09:59
记者近日从国家发展改革委获悉,围绕《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》(以下简称《意见》),相关部门将制定出台一系列配套文件。具体来看,一方面将围绕《意见》提出的6大行动若干重点行业领域,分别制定“人工智能+”具体实施方案,进一步细化各行业目标任务、重点方向和工作举措。
2025-09-01 09:56
8月26日,国务院印发《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》。大力发展智能农机、农业无人机、农业机器人等智能装备,提高农业生产和加工工具的智能感知、决策、控制、作业等能力,强化农机农具平台化、智能化管理。
2025-09-01 09:55
生产车间里,抽气泵凹槽上蒸汽弥漫,极细的金属导体经过氯化液处理,三次涂漆后,再附上绝缘漆膜,最终制成直径仅0.012毫米的成品电磁线。 银西产业园甘肃康视达隐形眼镜有限公司的厂房内,智能化生产线高效运转,无人搬运车有序穿梭,整个流程高度自动化。
2025-09-01 09:53
江南大学是一所以轻工特色见长的“双一流”建设高校,发酵工程学科凭借深厚的学科积淀和前瞻性布局,成功跻身国家“A+”学科行列。学校与发酵行业龙头企业共建16个联合研究中心,聘请16名教授级高工和国家级科创人才担任工程技术导师,推动研究生深入产业一线。
2025-09-01 09:52
在山东省大学生创新大赛(2025)暨中国国际大学生创新大赛(2025)山东赛区比赛中,哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院参赛队共荣获10项金奖、1项银奖。 山东省特种焊接技术重点实验室是山东省焊接领域唯一的重点实验室,突出在特种环境、特种材料以及特种结构方面的焊接技术及装备制造研究。
2025-09-01 09:51
当前,全球科技革命与产业变革加速演进,人工智能(AI)正从“辅助工具”跃升为驱动社会变革的核心引擎。
2025-08-29 09:40
中国科幻完成了从文学、影视到互动娱乐的全产业链突破,步入业态融合与创新驱动的关键阶段。科幻阅读作为科幻产业链上游的基础产业,需率先探索高质量发展路径。
2025-08-29 09:38
作为太阳系中目前已知唯一拥有生命的天体,地球宜居性的形成与演化是地球系统科学研究的核心议题。
2025-08-29 09:35
国家气候中心统计数据显示,截至8月28日,华北雨季已持续55天,较常年雨季长度(30天)明显偏长。截至8月25日,华北雨季监测区累计雨量较雨季常年值偏多131%。
2025-08-29 09:18
8月29日是七夕节,在古代神话中,牛郎和织女因为被天上的银河隔开,只有在每年农历的七月初七才能通过鹊桥相会。那么,银河到底有多宽?
2025-08-29 09:17
浙江大学物理学院王浩华团队、杭州国际科创中心郭秋江超导量子计算团队联合清华大学邓东灵团队,在百比特超导量子芯片上观测到,“预热化”机制能有效抵御热激发扰动,使有限温度下的拓扑边缘态展现出了足够的稳定性,为保护脆弱的量子信息提供了新可能。
2025-08-28 09:47
6G时代,无论在城市楼群还是偏远山区,都需要数据的高速传输和快速接入,但基于纯电子技术的传统无线设备带宽受限、频段单一,难以动态调度频谱资源。
2025-08-28 09:47
8月26日,《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》发布。为何要出台这份文件?这份文件重点说了些什么?记者采访了国家发展改革委参与文件起草的专家。
2025-08-28 09:45
从“人工智能+”发展进展来看,朱克力认为,在政策层面,形成了举国体制,算力基础设施、数据供给、人才体系等基础支撑全面强化。
2025-08-28 09:37
加载更多