拿同步輻射光源照一照 為你開啟微觀新世界

眾所周知，我們能看清彼此的面孔，看清山川、河流，是因為可見光的存在，但可見光只是“光”這個大家族中的一小部分。據《解放日報》報道，光根據波長的不同，可分為無線電波、微波、紅外、可見光、紫外、真空紫外、軟X射線、硬X射線和伽馬（γ）射線等。不同波長的光有不同的作用，如無線電波可以探測宇宙，微波可以監測飛機等，但要看清蛋白質分子、金屬原子等微觀物體，就必須選用與這些微觀物體大小相近或波長更短的光束，這就涉及到同步輻射光源。那麼，什麼是同步輻射光源？它能干什麼？我國在這一領域的發展又如何？

“北京光源”的建設沙盤。（李博/《北京晚報》）

什麼是同步輻射光源？

據《北京晨報》介紹，同步輻射光源是指一種利用相對論性電子在磁場中偏轉時產生同步輻射的高性能新型強光源。據新華網介紹，關於同步輻射光源，業內還打了個形象的比方：將一塊吸飽了水的海綿用繩子拴住，把它掄起來甩成圓圈，海綿中的水就會沿著圓周切線的方向飛出去。同步輻射產生的電磁波（同步輻射光源）就像是從繞圈的電子中被“甩”出來的能量。

同步輻射光源能干什麼？

同步輻射光源是繼電光源、X射線源、激光光源后的第四次推動革命性科學探測的光源。據光明網報道，同步輻射光源具有強度高、光斑小、頻譜廣、可任意選擇波長的特點，它能夠幫助人們探測微觀世界的構造和化學變化的過程，可應用於物理、化學、材料科學、生命科學、信息科學、藥學、環保等眾多前沿科技領域。人類歷史上的很多重大科學發現都與同步輻射光源密切相關，據《解放日報》報道，我國科學家就曾借助“上海光源”（第三代同步輻射光源）發現了外爾費米子，揭示了埃博拉病毒的機理。

我國同步輻射光源的發展如何？

據央視網介紹，在“十三五”期間，我國將在北京開始建設一台高性能的高能同步輻射光源，即“北京光源”，其設計亮度及相干度均高於世界現有、在建或計劃中的其它同步輻射光源。未來這一新光源系統裝置建成后，將滿足我國重大戰略的需求，並對眾多基礎科學的研究發揮關鍵支撐作用。此外，據《北京晚報》報道，“北京光源”是目前全球規劃中最大的光源，其亮度要比瑞士最先進的同步輻射光源高10倍，比美國的同步輻射光源高70倍，建成后的“北京光源”將成為新的“國之重器”，並將向全世界頂級科研機構和科學家們開放。（劉洋）

本文由中科院物理所研究員吳光恆進行科學性把關。