摘要：目前，X射線自由電子激光裝置已成為發(fā)達國家爭奪21世紀科技至高點的必備高科技基礎設施。上海的硬X射線自由電子激光裝置建成后，將成為世界上最高效和最先進的自由電子激光用戶裝置之一。
今天上午，“硬X射線自由電子激光裝置”建設啟動儀式于上海科技大學舉行。這標志著，國內(nèi)迄今為止投資最大、建設周期最長的國家重大科技基礎設施項目——硬X射線自由電子激光裝置自此邁入全面建設時期。
該裝置建成后，將成為世界上最高效和最先進的自由電子激光用戶裝置之一，為物理、化學、生命科學、材料科學、能源科學等多學科提供高分辨成像、超快過程探索、先進結構解析等尖端研究手段，形成獨具特色、多學科交叉的先進科學研究平臺。
據(jù)了解，硬X射線自由電子激光裝置的建設選址在上海張江綜合性國家科學中心核心區(qū)域，裝置總長約3.1公里，將建設埋深29米的地下隧道，包含超導直線加速器隧道、波蕩器隧道、光束線隧道等10條隧道及5個工作井。
硬X射線自由電子激光具有更高的亮度、更短的脈沖結構和更好的相干性，能提供的X射線峰值亮度比第三代同步輻射光源高109倍。具備納米級的超高空間分辨能力和飛秒級的超快時間分辨能力。另外，X射線自由電子激光可將對微觀世界的研究能力從拍“分子照片”提升到拍“分子電影”的水平，也可同時滿足面向物質(zhì)、單分子、超強超短單顆粒成像，以及極端光物理等多個實驗站的需求。
目前，X射線自由電子激光裝置已成為發(fā)達國家爭奪21世紀科技至高點的必備高科技基礎設施。上海的硬X射線自由電子激光裝置建成后，將成為世界上最高效和最先進的自由電子激光用戶裝置之一。
這一大型用戶裝置將為科學家在大的時間跨度（秒到亞飛秒）、空間尺度（微米到埃）和原位環(huán)境下了解物質(zhì)體系的構效關系，提供最先進的全能譜、多維度、非線性、相干的X射線物質(zhì)表征方法，并為用戶提供在分子、原子尺度以及極端條件下觀測和控制物質(zhì)的結構及其動態(tài)過程的能力，為揭示生命機理、調(diào)控化學反應、探索量子調(diào)控等國家戰(zhàn)略性科技重大問題提供解決方案。
同時，硬X射線自由電子激光裝置也將與已有的第三代同步輻射光源、上海同步輻射光源和國家蛋白質(zhì)科學設施、軟X射線自由電子激光裝置、活細胞結構與功能成像等線站工程組成大科學裝置集群，推動我國的光子科學走向世界前列，實現(xiàn)跨越發(fā)展。
硬X射線自由電子激光裝置項目將由上海市與中國科學院緊密合作建設。項目法人單位為上?？萍即髮W，共建單位為中國科學院上海應用物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所。土建工程由申通集團上海隧道工程軌道交通設計研究院、華建集團上海建筑設計研究院有限公司負責設計。啟動儀式后，上海科技大學還舉行“X射線自由電子激光的科學機遇與技術挑戰(zhàn)”論壇，世界各地的院士和專家將圍繞著X射線自由電子激光的機遇與挑戰(zhàn)進行探討。
【新聞鏈接】
什么是硬x射線？
X射線波長范圍為0.001~10 納米（nm）,介于紫外線和γ射線之間。與常見晶體的原子間距相仿，可以用于解析物質(zhì)的原子結構，是研究晶體結構極佳的工具。硬X射線是能量較高的x射線，波長在0.01nm～0.1nm之間。波長在0.1nm以上的則稱為軟x射線。
什么是自由電子激光？
自由電子激光是自由電子產(chǎn)生的相干光。它具有極其優(yōu)異的特性，包括極高的峰值亮度，50年增加1022倍；超短的飛秒脈沖；全相干性等。
自由電子激光是世界上唯一可以同時滿足研究在原子或分子尺度的過程所需要的時間和空間尺度的試驗裝置。由于性能方面無可替代的優(yōu)勢，自由電子激光被譽為第四代同步輻射光源，是一種探索自然奧秘和發(fā)展高新技術的最先進的研究平臺，極大地有助于解決人類面臨的最迫切問題，比如綠色化學、醫(yī)藥創(chuàng)新、清潔能源、新材料與信息科技和實驗室天體物理等。
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