К концу года китайские ученые представят свой ультрасовременный источник фотонов высокой энергии (HEPS), который станет одним из самых мощных в мире источников синхротронного рентгеновского излучения.
Строительство этого объекта - на который было потрачено 4,8 миллиарда юаней (примерно $665 миллионов) - является важной вехой для всего азиатского региона и выводит Поднебесную в элитный клуб стран, располагающих источниками синхротронного излучения 4-го поколения.
Комплекс HEPS, расположен в Хуайжоу недалеко от центра Пекина. Сейчас там кипит работа: исследователи тщательно калибруют тысячи приборов. Эти усилия направлены на создание источника света, способного проникать вглубь образцов, раскрывая их молекулярные и атомные структуры в режиме реального времени.
Эксперты считают, что установка системы вакуумной камеры, необходимой для сохранения яркости и стабильности излучения, будет построена к концу июня.
Китай представляет HEPS
HEPS произведет революцию в науке благодаря производству высокоэнергетических рентгеновских лучей, которые позволят точно исследовать образцы на наномасштабном уровне. По сравнению с синхротронами 3-го поколения, подобными Шанхайскому центру синхротронного излучения, окружность которого составляет 432 метра и который является самым современным действующим синхротроном в Китае, HEPS обеспечит в 10 000 раз более высокую точность измерения.
Научный сотрудник Института физики высоких энергий (IHEP) при Китайской академии наук Йе Тао ожидает, что точность измерений значительно повысится, и будет происходить в масштабе наносекунд, а не миллисекунд, как требуют существующие стандарты.
После открытия, запланированного на 2025 год, HEPS предоставит исследователям доступ к 14 потокам потокам синхротронного рентгеновского излучения, что позволит проводить исследования в самых разных областях, в том числе в энергетике, физике конденсированных состояний, инновационных материалах и биомедицине. В будущем планируется расширить этот потенциал до 90 пучков. Тао утверждает, что установка HEPS "повлияет на все научные области, за исключением математики".
Одним из наиболее важных достижений, которое стало возможным благодаря HEPS, является изучение белковых структур. Традиционные синхротроны требуют очистки молекул и их преобразования в рентгеновидимые кристаллические формы для визуализации атомных конструкций.
Однако мощное жесткое рентгеновское излучение, испускаемое HEPS, позволит анализировать даже мельчайшие кристаллы белков с беспрецедентной точностью. Более того, эксперименты, на которые раньше уходили дни, теперь можно будет проводить в HEPS в кратчайшие сроки, открывая новую эру эффективности и продуктивности в научных исследованиях.
Что такое синхротронное излучение?
Источник синхротронного излучения - это мощная машина, генерирующая электромагнитные волны. Он является частью ускорителя частиц, называемого синхротроном, в котором частицы движутся по кругу. Это излучение, обычно используемое в научных и технических целях, создается за счет ускорения электронов в ускорителе.
Затем электроны проходят через магниты и специальные устройства, называемые ундуляторами или вигглерами. Они создают мощные магнитные поля. Эти поля помогают превратить энергию электронов в свет, например, в рентгеновские лучи. Проще говоря, источники синхротронного излучения используют магниты, чтобы направлять частицы по кругу, и электрические поля, чтобы заставить их двигаться быстрее.
|
□