ad1
当前位置: 东南热线 -> 科技

中国科学家研发出“原子分子摄像机”

栏目:科技    发布时间:2017-01-16 12:56
中国科学家研发出“原子份子摄像机”

“大连光源”部分 中科院大连化物所提供

在解释“大连光源”是什么之前,先讲一个科学史上的小故事。

19世纪末,有人提出了一个风趣的问题:马在奔驰时有无四蹄同时离地的刹那间?一时间,大家无所适从——缘由是仅靠人眼视察,实在没办法推断。直到有人设计出一套持续拍照的装配,将马持续奔驰的过程“分解”为一帧帧照片,才得出了却论。

要研究物质是如何变化、运动的,最好的方法就是将过程“记载”下来,能够让人们明白地“看到”。今天,人类对客观世界的研究已经深刻到份子、原子条理,在这个微观层面,需求探测的原子或份子数目也许特别少、存在时间也特别短,变化常常就产生在飞秒(10-15秒)、皮秒(10-12秒)之间。所以,要想晓得物质在这个微观层面是如何变化的,就需求更先进的“开麦拉”。

中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大化所”)和中国科学院上海运用物理研究所(以下简称“上海应物所”)的科学家们研发了“原子份子摄像机”——极紫外自在电子激光装配。

1月15日,极紫外自在电子激光装配——“大连光源”,发出了世界上最强的极紫外自在电子激光脉冲,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、波长彻底可调的,也是唯独运转的极紫外自在电子激光装配。

据了解,“大连光源”是由国家自然科学基金委员会赞同,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表示,“大连光源”为我国甚至世界提供了一个独特的科学研究装配,同时也为我国将来发展更高能量的X射线波段自在电子激光打下了坚实基础。

大化所副所长杨学明院士介绍,自在电子激光是国际上最先进的新一代先进光源,是现当代界先进国家竞相发展的重要方向,在科学研究、先进技术、国防科技发展中有着重要的运用前景。而极紫外波段是在份子、原子条理,研究物质的物理、化学变化的重要手段之一,有着其他研究方法不可比较的优势。

此前极紫外波段的自在电子激光装配,多为研究自在电子激光自己,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”是世界第一台运转在极紫外波段的大型自在电子激光科学研究用户装配,环境、材料、生命科学等领域的科学家能够利用这台“仪器化的装配”提醒份子动力学过程,进一步解释自然奥妙。

大化所研究员张未卿也表示,极紫外光是研究化学反响动力学最好的手段之一。“极紫外光具有能够电离几乎一切的构成普通物质的原子和份子的特征,所以能够极端敏锐地探测化学反响过程当中存在时间很短、特别稀疏的,然而却特别重要的中心体物种。在这样的极紫外光下,几乎一切的原子和份子都无所遁形,所以是研究与原子份子过程有关的物理和化学问题的强有力的工具之一。”

赵振堂总结说,与“合肥光源”“上海光源”同等步辐射光源对比,“大连光源”的光子能量其实不是最高的,但对研究份子、原子化学反响动力学来讲却是最适合的——“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份子原子‘拍照片’,那“大连光源”就是一部‘摄像机’,能给份子原子‘拍电影’,将其物理化学反响的全过程动态记载下来。”

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。以后的关键在于‘用’,要建成高水平、稳固的运用平台。”

这台份子原子的“摄像机”在化学、能源、物理、生物、环境等研究领域有着普遍运用,作为世界上唯独运转的极紫外波段的自在电子激光装配,“大连光源”关于推进我国甚至世界在有关领域的研究有着极端重要的用处。

燃烧的过程究竟是什么样的——这对能源的开发和利用相当重要;可否在更小尺寸完成半导体光刻用处——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懂得大气雾霾的构成和生长机理。

杨学明表示,如今“大连光源”正在调试过程当中,估计2017年春节后便能够进行科学试验,“假如一切顺利,项目将在2017年年末进行验收”。(记者 齐芳)

来源:互联网    
ad09
ad10

相关内容

ad08