贝博官网官方网站-<p> 世界率先验证了小型“X射线高速摄影机”。中国科学家的最新研究成果登上了《自然》杂志的封面。 </p>

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世界率先验证了小型“X射线高速摄影机”。中国科学家的最新研究成果登上了《自然》杂志的封面。

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世界率先验证了小型“X射线高速摄影机”。中国科学家的最新研究成果登上了《自然》杂志的封面。

新华网北京7月22日电(郑莹莹、孙自法)中国科学院上海光学精密机械研究所科研人员“十年磨一剑”,在世界上率先完成了“台式”自由电子激光器原理的实验验证,这对发展小型化、低成本的自由电子激光器具有重要意义,北京时间7月22日凌晨,相关研究成果作为封面文章发表在《自然》杂志上。中国科学院上海光学精密机械研究所研究员王文涛说,X射线自由电子激光器可以比作“X射线相机”。它的快门(即超快时间分辨率)、分辨率(即超高空间分辨率)和曝光(即超峰值亮度)都非常先进,可以用来探测物质的内部动态结构,研究光与原子、分子和凝聚态物质的相互作用过程,极大地促进了物理、化学、结构生物学、医学、材料、能源、环境等学科的发展。

目前,世界上运行的X射线自由电子激光器只有8台。由于其规模大、成本高,很难迅速推广。因此,发展小型化、低成本的X射线自由电子激光器是一个重要的发展方向,对拓展应用和产生转换技术具有重要意义。王文涛介绍,就在计算机从大规模慢慢向桌面化发展的同时,2006年开始,国际上开始了自由电子激光的“桌面”研究,中科院上海光学精密机械研究所从2012年开始启动相关研究项目,这在中国是第一个。中国科学院上海光学精密机械研究所高场激光物理国家重点实验室课题组,通过显著提高激光尾流场加速的电子束质量,结合紧凑型束流传输与辐射系统的创新设计,首次实现了基于激光加速器的自由电子激光的放大输出,即,在世界上率先完成了“台式”自由电子激光器原理的实验验证。

中科院上海光学与精密机械研究所副所长冷宇新指出,这项研究的核心是利用非常强的光场产生非常强的电场。这种电场比传统加速器的电场高3到4个数量级,因此带电粒子在极短的范围内加速到只有传统加速器几公里加速才能达到的水平,“这件事的难点在于加速技术面临诸多困难,难以有效控制。就像踢足球一样。有时远,有时近。我们要精确控制踢球的速度和力量”,据报道,“桌面”可以把一个1公里长的大型科学仪器的长度缩短到十几米,小了一百倍。

冷雨欣说,目前,这一突破仍属于基础研究的验证阶段,离实际工程应用还有一定距离。据悉,未来研究团队将进一步提高自由电子激光器的输出功率和光子能量,并作为超快化学和大分子动力学研究平台的重要组成部分,在上海超短超强激光实验装置(“西河”激光装置)中提供开放共享[编辑:姜玉伟]。

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