2015年上海發(fā)布《關(guān)于加快建設(shè)具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心的意見》,提出到2020年,要形成科技創(chuàng)新中心基本框架體系。在剛剛過去的一年,上海已完成這一目標(biāo),如期“交卷”。展望“十四五”,上海將進(jìn)一步強(qiáng)化科技創(chuàng)新策源功能,為實(shí)現(xiàn)科技自立自強(qiáng)提供體制機(jī)制保障,其中,被稱為“國之重器”的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施將發(fā)揮巨大作用。目前,一個(gè)世界級(jí)的光子科學(xué)中心正在上海張江蓄勢(shì)成形。
從空中俯瞰,上海光源的圓形“鸚鵡螺”旁新添了幾棟小建筑,每個(gè)建筑都通過一根管道與“鸚鵡螺”相連。這就是上海光源二期工程的實(shí)驗(yàn)站。二期工程可謂是“破殼而出”的過程,要了解這個(gè)過程,還要從“鸚鵡螺”內(nèi)說起。
世界上首臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的“液氮冷卻多層膜單色器”,堪稱光源二期核心線站之一的“心臟”。它通過把光單色化來提高光通量,能將在普通光機(jī)上需要半個(gè)小時(shí)才能完成的實(shí)驗(yàn),縮短到10毫秒以內(nèi)。
據(jù)中科院上海高等研究院研究員李秀宏介紹,這臺(tái)設(shè)備全部實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。有了它的幫助,科學(xué)家可以做一些快速分辨的實(shí)驗(yàn),來了解物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了哪些演變。
提升強(qiáng)度后,光會(huì)被引到這條肉眼可見的扁管,再要“破殼而出”,就需要先借此真空管道橫穿實(shí)驗(yàn)大廳。
隨著扁管穿墻而過,光來到“鸚鵡螺”邊緣的實(shí)驗(yàn)棚屋。就像照相機(jī)上的“光圈”,在這里,科學(xué)家可以調(diào)整光的角度,從而自由選擇探測(cè)的范圍和尺度。
穿越實(shí)驗(yàn)棚屋,光隨管線破殼而出,跑過數(shù)十米的距離,最終抵達(dá)鸚鵡螺旁的“環(huán)外站廳”內(nèi)。
這個(gè)挑高9米、長(zhǎng)30米的空間,體積是一期小角散射實(shí)驗(yàn)站的數(shù)十倍。3米高的移門,可供航空發(fā)動(dòng)機(jī)等大型元器件直接運(yùn)抵實(shí)驗(yàn)臺(tái)。在這里,工業(yè)生產(chǎn)的過程也能實(shí)時(shí)再現(xiàn),動(dòng)態(tài)觀測(cè)。
中科院上海高等研究院副研究員田豐介紹,以前受空間的限制,所有的裝置在拿到光源做實(shí)驗(yàn)前都要小型化。而一旦小型化了,與真實(shí)工業(yè)生產(chǎn)的偏差就會(huì)變大。在新的環(huán)外站廳里,這個(gè)問題有望得到解決。
2016年底開工的上海光源二期工程,將建設(shè)16條光束線站,目前已有5條通過驗(yàn)收,其中2條已向用戶試開放。依托二期線站提供的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,短短1年間,已有15篇高水平論文誕生。而待二期16條線站全面建成開放后,上海光源提供的實(shí)驗(yàn)方法將增加到100種,為基礎(chǔ)研究向未知領(lǐng)域進(jìn)發(fā)提供有力保障。
上海光源線站工程(光源二期)副總工程師黃宇營說,二期工程建成后,上海光源的研究性能將保持在國際第三代同步輻射光源的先進(jìn)水平,為我國的基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、國家戰(zhàn)略的重大需求,提供支撐平臺(tái)。
除了二期工程,“鸚鵡螺”旁還有一柄長(zhǎng)達(dá)500米的“光劍”呼之欲出。經(jīng)過5年半建設(shè),軟X射線自由電子激光試驗(yàn)裝置近期已通過國家驗(yàn)收,完成了原理驗(yàn)證和關(guān)鍵技術(shù)突破。目前,正在試驗(yàn)裝置基礎(chǔ)上升級(jí)為用戶裝置,今年內(nèi)將開放給科學(xué)家開展各種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)。相比上海光源拍攝的“分子照片”,軟X射線自由電子激光用戶裝置可拍攝“分子電影”。
上海光源科學(xué)中心副主任劉波介紹說,相比上海光源,這臺(tái)裝置特別適合用來觀測(cè)微觀結(jié)構(gòu)的超快過程,比如化學(xué)鍵的斷裂。預(yù)計(jì)今年下半年,用戶實(shí)驗(yàn)站可以開始做首批實(shí)驗(yàn)。
在張江,一個(gè)世界級(jí)光子科學(xué)中心正在崛起:明年上海光源約有30條光束線和50個(gè)實(shí)驗(yàn)站投入使用,年接待用戶能力將過萬;硬X射線自由電子激光裝置推進(jìn)順利……截止目前,上海布局建設(shè)的14個(gè)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,覆蓋光子科學(xué)、生命科學(xué)、海洋科學(xué)、能源科學(xué)等領(lǐng)域,初步形成了集聚態(tài)勢(shì),支撐科技創(chuàng)新的能力顯著增強(qiáng),在設(shè)施數(shù)量和服務(wù)能級(jí)上也處于全國領(lǐng)先地位。
市科委副主任陸敏表示,“十四五”期間,將有更多大科學(xué)裝置投用,它們將更有力地支撐上??苿?chuàng)中心建設(shè),更好地服務(wù)國家科技創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略,幫助更多中國科學(xué)家在前沿領(lǐng)域形成更多引領(lǐng)性的科研成果。
(看看新聞Knews記者:張幗霞 編輯:小真)
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