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你好2021!世界级光子科学中心蓄势上海

01月01日 09:00 上海 200
2015年上海发布《关于加快建设具有全球影响力的科技创新中心的意见》,提出到2020年,要形成科技创新中心基本框架体系。在刚刚过去的一年,上海已完成这一目标,如期“交卷”。展望“十四五”,上海将进一步强化科技创新策源功能,为实现科技自立自强提供体制机制保障,其中,被称为“国之重器”的国家重大科技基础设施将发挥巨大作用。目前,一个世界级的光子科学中心正在上海张江蓄势成形。从空中俯瞰,上海光源的圆形“鹦鹉螺.....

2015年上海发布《关于加快建设具有全球影响力的科技创新中心的意见》,提出到2020年,要形成科技创新中心基本框架体系。在刚刚过去的一年,上海已完成这一目标,如期“交卷”。展望“十四五”,上海将进一步强化科技创新策源功能,为实现科技自立自强提供体制机制保障,其中,被称为“国之重器”的国家重大科技基础设施将发挥巨大作用。目前,一个世界级的光子科学中心正在上海张江蓄势成形。


从空中俯瞰,上海光源的圆形“鹦鹉螺”旁新添了几栋小建筑,每个建筑都通过一根管道与“鹦鹉螺”相连。这就是上海光源二期工程的实验站。二期工程可谓是“破壳而出”的过程,要了解这个过程,还要从“鹦鹉螺”内说起。


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世界上首台长时间运行的“液氮冷却多层膜单色器”,堪称光源二期核心线站之一的“心脏”。它通过把光单色化来提高光通量,能将在普通光机上需要半个小时才能完成的实验,缩短到10毫秒以内。


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据中科院上海高等研究院研究员李秀宏介绍,这台设备全部实现了国产化。有了它的帮助,科学家可以做一些快速分辨的实验,来了解物质内部结构发生了哪些演变。


提升强度后,光会被引到这条肉眼可见的扁管,再要“破壳而出”,就需要先借此真空管道横穿实验大厅。


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随着扁管穿墙而过,光来到“鹦鹉螺”边缘的实验棚屋。就像照相机上的“光圈”,在这里,科学家可以调整光的角度,从而自由选择探测的范围和尺度。


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穿越实验棚屋,光随管线破壳而出,跑过数十米的距离,最终抵达鹦鹉螺旁的“环外站厅”内。


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这个挑高9米、长30米的空间,体积是一期小角散射实验站的数十倍。3米高的移门,可供航空发动机等大型元器件直接运抵实验台。在这里,工业生产的过程也能实时再现,动态观测。


中科院上海高等研究院副研究员田丰介绍,以前受空间的限制,所有的装置在拿到光源做实验前都要小型化。而一旦小型化了,与真实工业生产的偏差就会变大。在新的环外站厅里,这个问题有望得到解决。


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2016年底开工的上海光源二期工程,将建设16条光束线站,目前已有5条通过验收,其中2条已向用户试开放。依托二期线站提供的先进实验方法,短短1年间,已有15篇高水平论文诞生。而待二期16条线站全面建成开放后,上海光源提供的实验方法将增加到100种,为基础研究向未知领域进发提供有力保障。


上海光源线站工程(光源二期)副总工程师黄宇营说,二期工程建成后,上海光源的研究性能将保持在国际第三代同步辐射光源的先进水平,为我国的基础研究、产业发展、国家战略的重大需求,提供支撑平台。


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除了二期工程,“鹦鹉螺”旁还有一柄长达500米的“光剑”呼之欲出。经过5年半建设,软X射线自由电子激光试验装置近期已通过国家验收,完成了原理验证和关键技术突破。目前,正在试验装置基础上升级为用户装置,今年内将开放给科学家开展各种先进的实验。相比上海光源拍摄的“分子照片”,软X射线自由电子激光用户装置可拍摄“分子电影”。


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上海光源科学中心副主任刘波介绍说,相比上海光源,这台装置特别适合用来观测微观结构的超快过程,比如化学键的断裂。预计今年下半年,用户实验站可以开始做首批实验。


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在张江,一个世界级光子科学中心正在崛起:明年上海光源约有30条光束线和50个实验站投入使用,年接待用户能力将过万;硬X射线自由电子激光装置推进顺利……截止目前,上海布局建设的14个国家重大科技基础设施,覆盖光子科学、生命科学、海洋科学、能源科学等领域,初步形成了集聚态势,支撑科技创新的能力显著增强,在设施数量和服务能级上也处于全国领先地位。


市科委副主任陆敏表示,“十四五”期间,将有更多大科学装置投用,它们将更有力地支撑上海科创中心建设,更好地服务国家科技创新发展战略,帮助更多中国科学家在前沿领域形成更多引领性的科研成果。


(看看新闻Knews记者:张帼霞 编辑:小真)

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