上海正在建设世界一流的光子科学中心

来源/视觉中国

　　新民晚报讯（记者 马亚宁）正在建设具有全球影响力科创中心的上海，将成为世界一流的光子科学中心。记者从10月26日召开的第299期东方科技论坛上获悉，上海高重复频率自由电子激光装置已经获得国家批复，并将于2017年底开工建设。该装置将使得高能量分辨、超快时间分辨的X光散射技术成为可能。通过与上海光源的组合优势，高重复频率自由电子激光装置将为光子科学提供性能优异的大型平台，打造具有全球影响力的光子科学中心。

　　光子是揭示物质结构和生命现象的基本探针之一，基于光子的科学技术手段已为物理、生物、化学、能源等多个科学领域，带来了影响世界的突破性发展。例如，科学家利用X光发现了DNA双螺旋结构、基于光刻的集成电路技术、利用深紫外光解析晶体的电子能带结构等等。因此，光子科学已经成为推动世界科技发展的主要动力之一，能产生高亮度光子的同步辐射光源已经成为多学科研究平台和科学中心。

　　目前，为满足科学前沿领域的创新跨越发展，开发和建造能长期稳定运行的高亮度、短脉冲、可调谐、高相干性的X射线光源，建设新的X射线自由电子激光大型装置，成为国际上X射线光源科学发展的重点和热点。同时兼具高空间分辨率、高时间分辨率、高能量分辨率和波长可调等优异特性的X射线自由电子激光可将微观世界的研究能力，从拍“分子照片”提升到拍“分子电影”的水平，使现有的研究手段出现跨越式发展，使以往难以进行的实验成为现实。

　　2016年，国家批准上海建设具有全球影响力的科创中心以及张江综合性国家科学中心，并将建设X射线自由电子激光装置作为核心创新项目。其实早在2014年12月，我国第一台软X射线自由电子激光光源，已经在上海悄然“生根”，即软X射线自由电子激光实验装置。现在已完成加速器与波荡器等主要设备的安装，进入调束和自由电子激光调光阶段，而面向其用户装置，也已经于2016年11月开工建设。通过升级加速器能量，建设两条波荡起线，以及相干成像、原子分子、光电子能谱、超快物理、表面化学5个实验站，将建成水窗波段的软X射线自由电子激光实验平台，2019年向用户开放。

　　有软有硬，才能更高、更快、更强！在X射线自由电子激光领域，新一代的高重复频率自由电子激光光源（硬X射线自由电子激光装置），具有软X射线自由电子激光不能比拟的平均亮度，真正成为解决多学科前沿重大科学问题所需要的装置。今年，国家十三五重大科技基础设施建设规划项目——上海硬X射线自由电子激光装置已获国家批复，现已完成可行性研究报告评审并进入项目的初步设计阶段。据透露，该项目将建设一台超导直线加速器，3条波荡器线及其光束线，以及首批约10个实验站，光子能量可达25keV。建成后，该装置将使得高能量分辨、超快时间分辨的X光散射技术成为可能，实现对原子、分子微观世界的动态探测，成为世界光子科学领域的超级“神器”。