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> 科技频道> 综合新闻 > 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 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 中朝新鸭绿江大桥开通仪式举行

  • 一箭十星 朱雀二号改进型遥四运载火箭发射成功

独家策划

推荐阅读
“戈壁荒滩老风口,飞沙走石雁不留。托里县老风口蝶变的三部曲,为生态脆弱地区推动高质量发展、树立和践行正确政绩观,提供了深刻启示。树立和践行正确政绩观,就要算大账、算长远账、算整体账,既做显功、也做潜功,把生态优势转化为发展优势、民生福祉。
2026-10-15 09:51
常压下,水到0℃会结冰,这就是人们熟悉的相变,0℃即是相变的临界点。两篇论文的共同通讯作者、宁波东方理工大学助理教授余雪佳,把这个难题比作“在沸水中完好保存一件冰雕”。
2026-10-15 09:49
长久以来,古生物学界与教科书普遍认为琥珀皆源自种子植物(裸子或被子植物),最古老的确切记录定格在美国约3.2亿年前的石炭纪晚期。
2026-10-15 09:48
在芯片制造、航空发动机等高端硬核制造领域,技术迭代具有长周期、累积性、阶梯式特征,遵循循序渐进、层层突破的线性攻关规律。新征程上,持续深耕创新生态建设、迭代升级现代化创新体系,必能培育形成扎根中国、联通世界、内生增长、开放共生的创新新格局。
2026-10-15 09:46
受困于“小散弱”的格局,长期以来,我国科技期刊在国际学术传播体系中缺少属于自己的“拳头产品”与平台话语权——“在精品化发展方面,经过70余年积淀,我国已形成以《中国科学》《科学通报》《国家科学评论》等刊群为代表的高水平期刊方阵。
2026-10-15 09:45
AI时代,科研的“源头活水”是什么?不是算力,不是数据,而是人对未知世界的好奇与追问。
2026-10-14 11:28
截至8月末,三家基础电信企业的固定互联网宽带接入用户总数7.04亿户,比上年末净增1365万户;三家基础电信企业及中国广电的移动电话用户总数18.49亿户,其中5G移动电话用户13.11亿户。
2026-10-14 09:34
自然资源部会同国家发展改革委12日发布《矿产资源目录》。自然资源部矿产资源保护监督司负责人表示,矿产资源目录是矿产资源管理制度的重要基础,是制定矿产资源规划、实施矿业权管理、规范矿产资源勘查开采行为、征缴矿产资源税费、制定产业政策等工作的依据。
2026-10-14 09:40
与共康村相邻的巴达村,是第一批参与试种的村,也是西藏首个高海拔水稻实测亩产破千斤的村子,村民把“海拔3175米种水稻”写进村史。一粒水稻种子,不只改写了亩产数字,更改变了“西藏水稻只能在察隅、墨脱海拔1500米以下种植”的历史,为高原水稻纳入地方主粮增添可能。
2026-10-14 09:41
如今,AI正改变许多行业的底层逻辑,固守单一思维模式将面临严峻挑战,文理兼备、跨界融合才是稀缺能力——既有理科生的技术思维和逻辑能力,又有文科生的人文洞察和情感素养。未来更有竞争力的,可能不是最典型的文科生或理科生,而是既有专业深度,又能跨学科解决问题的人。
2026-10-14 09:48
不久前,在海南三亚崖州湾科技城,一场名为“青年π”的海洋主题对话临海开讲。高频下潜试出的不只有装备可靠性,也不断刷新人们对深海的认识。同一园区,由哈尔滨工程大学南海研究院孵化的海南水之声海洋科技有限公司,正给海洋装备搭水下“Wi-Fi”。
2026-10-14 09:49
目前各地正在开展流感疫苗接种。今年开始,国家对农村地区“一老一小”重点人群实施免费接种等相关支持性政策。为什么要接种流感疫苗?去年接种过,今年是否还需要接种?到哪里接种?
2026-10-13 10:03
我国城市盲道总里程以万公里计,公共场所无障碍设施持续铺开。数字世界的“盲道”畅通起来。精神文化的“视界”也在扩大。中国传媒大学师生发起的“光明影院”项目,近十年间每年制作上百部无障碍电影,把电影送到视障朋友耳边,今年还走进联合国教科文组织总部举办专场放映。
2026-10-13 10:01
记者近期从中国互联网络信息中心获悉:截至今年上半年,我国生成式人工智能用户规模超7亿人,普及率超50%。
2026-10-13 09:58
高校辅导员队伍建设要把握高校思政工作的“变”与“不变”,着眼于增强辅导员对人工智能的趋势感知力、技术理解力、实践创新力和伦理判断力,将政策理念、形势挑战、技术发展、实践案例相结合,精心设计课程,切实增强人工智能赋能质效,全时空陪伴“数字一代”。
2026-10-13 09:57
今年10月12日,是我国首批国家公园设立五周年。五年来,各国家公园统筹推进山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,实施栖息地修复、生态廊道连通、人为活动管控等系列举措,区域生态本底持续巩固。
2026-10-13 09:51
巴山蜀水,苍茫山林间,大熊猫安然栖息,川金丝猴、珙桐等同域珍稀动植物共生于此。多年前,栖息地面积缩减一度令大熊猫濒临灭绝;圈养大熊猫也长期面临繁殖难、育幼难等难题,维系大熊猫种群数量极为不易。
2026-10-12 10:09
近年来,河北省唐山市丰南区积极调整农业结构,引导农户发展特色农业,通过“南果北移”“南苗北育”模式,引进优良甘蔗品种种植,促进农业增效农民增收。图为10月11日,唐山市丰南区黄各庄镇宣庄六街的农民在田间收获甘蔗。
2026-10-12 10:08
加拿大外长阿南德也表示,北极在关键矿产、能源、交通等方面拥有巨大潜力,但关键在于要让“当地人受益”。赵隆指出,特朗普2025年重返白宫后美国再度退出《巴黎协定》,加深了其与盟友在气候政策上的分歧。
2026-10-12 10:07
6时30分起,各类等待审核、签发的预报预警材料堆满了陈涛的案头;一个半小时后,全国天气会商准时开始,陈涛快步走上首席预报发言岗位——多方预报意见不断交汇,最终产生预报结论。
2026-10-12 10:07
加载更多