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我国成功研制世界最亮极紫外光源 可研究雾霾形成

我国成功研制世界最亮极紫外光源 可研究雾霾形成

资料图

       据中国之声《新闻》报道,近年来,雾霾一直是困扰中国大部分地区的难题。许多人问雾霾是如何形成的。如今,这个问题可以通过中国另一个重大科技突破——大连光源来解决。

       最近,世界上最亮的极紫外线光源和中国开发的100米长的自由电子激光装置——大连光源发出了世界上最强的极紫外线自由电子激光脉冲。它就像一台高速摄像机,为世界拍摄慢动作电影。那么,它是如何观察雾霾的形成过程的呢?它会给我们的生活带来什么变化?

       臭氧层空洞的形成涉及到大气上臭氧分子的淬灭机制,雾霾的形成涉及到污染物分子的聚集过程。这些现象本质上是原子和分子的过程。然而,为了控制或利用这些物理和化学过程,我们需要研究实验室中涉及的原子和分子的反应机制,因此我们需要准确、高灵敏度地探测涉及的原子和分子。极紫外线波段自由电子激光是科学家探索物质世界奥秘的最方便的武器。

       大连化学物理研究所副所长、中国科学院院士杨学明表示,如果我们使用这种光源,我们可以更好地研究许多过程,包括分子聚集。大气中的雾霾实际上是一个分子聚集的过程。

       自由电子激光在科学研究、先进技术和国防技术的发展中具有重要的应用前景,在前沿科学研究中发挥着越来越重要的作用。特别是近十年来,自由电子激光技术的发展和突破为探索未知物质世界、发现新的科学规律、实现技术变革提供了前所未有的研究工具。

       例如,杨学明说:例如,我们在我们的研究所做了很多催化过程研究。我们可以利用这个光源来探索催化过程,更清楚地了解催化过程中产生的中间过程以及这个过程是如何发生的。这将有助于我们在未来设计更好的催化剂。

       大连光源是中国第一个大型自由电子激光科学研究用户设备。它是当今世界上唯一一个在极紫外线波段运行的自由电子激光设备,也是世界上最亮的极紫外线光源。它有两种独特的技能,一种是明亮的,另一种是明亮的时间很短。杨学明说,这是它发挥作用的关键,光源明亮,可以让我们看到许多物质世界,包括微观世界,光时间短可以看到许多非常快的过程,包括许多飞秒皮秒过程,如白炽灯、手电筒,我们看不到时间的变化,光亮度和时间,对我们的设备非常重要,对未来的科学研究也非常重要。

       我们常说眨眼。如果将眨眼时间定义为一秒,那么一秒只有一千万亿分之一,一秒只有一万亿分之一。杨学明解释说,该装置发出的光源相当于相机中的快门,通过连续拍摄呈现超快物理过程和化学反应的动态过程。我们的世界本质上是一个动态世界,无论是化学反应还是物理过程,很多都在动态变化,所以当我们理解世界时,我们不能只看照片,我们想理解动态过程,越清楚,越好,需要明亮的光源,短脉冲光源,看这些物理化学生物氛围的过程。

       对此,中国科学院上海应用物理研究所所长赵振堂进一步解释说:形象上,它可以让我们的科学家为分子运动拍电影,让科学家掌握整个物质的内部结构规律,反映整个过程。否则,如果你慢下来,你只能看到开始和结束,你不知道中间发生了什么。如果你想很好地应用它,你必须知道中间是如何变化的。

       据了解,“大连光源”投入使用后,将面向全世界的科学家开放,共同探索物质世界的奥秘。赵振堂指出,我国率先建成这一先进光源意义非凡,“掌握规律之后可以为今后科技的发展提供更多的方式和办法。这也就是在科技前沿取得突破的一个重要基础。因而也就成为了各国科技竞争要抢占的山头。”

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