新華社上海６月２８日電? 題：給科學(xué)家一雙慧眼——上海光源助力科學(xué)家探索微觀世界
新華社記者王琳琳,、何欣榮
人類(lèi)來(lái)到世界,，睜開(kāi)眼睛看到的第一樣事物，就是光,。光是我們認(rèn)識(shí)這個(gè)世界的基礎(chǔ),。從紅外,、可見(jiàn)光、紫外,、軟Ｘ射線,、硬Ｘ射線到伽馬射線……每個(gè)人、每一天,，都在和不同的光打交道,。
國(guó)家大科學(xué)裝置上海光源是上海張江國(guó)家科學(xué)中心的“老大哥”。開(kāi)放8年來(lái),，這臺(tái)“超級(jí)顯微鏡”,，以光為媒，持續(xù)升級(jí)：上海光源二期擴(kuò)容工程,、軟Ｘ射線自由電子激光用戶(hù)裝置與活細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能成像平臺(tái)去年底開(kāi)工建設(shè),，Ｘ射線自由電子激光試驗(yàn)裝置正在出光調(diào)試。在這片科技創(chuàng)新的高地,，一個(gè)觸及世界前沿的“中國(guó)光谷”已然雛形初現(xiàn),。
從“分子照片”時(shí)代進(jìn)入“分子電影”時(shí)代
上海光源，是全球頂級(jí)中能第三代同步輻射大科學(xué)裝置,，外形酷似巨大的“鸚鵡螺”,。圓形的“螺殼”內(nèi)，3臺(tái)加速器負(fù)責(zé)“出產(chǎn)”同步輻射光,。
無(wú)數(shù)電子以近乎光速晝夜不停地高速旋轉(zhuǎn),。每每轉(zhuǎn)彎，就會(huì)沿切線方向放射出一束束不同波長(zhǎng)的高品質(zhì)同步輻射光,，通過(guò)光束線最終照射在各個(gè)實(shí)驗(yàn)站的樣品上。運(yùn)用光與物質(zhì)相互作用的科學(xué)原理,，科學(xué)家可以在分子和原子尺度上觀察微觀物質(zhì)世界,。
“國(guó)家重器”要發(fā)揮引領(lǐng)作用，需要持續(xù)創(chuàng)新升級(jí),。目前,，在鸚鵡螺的隔壁,，我國(guó)首臺(tái)Ｘ射線自由電子激光試驗(yàn)裝置正在出光調(diào)試。在此基礎(chǔ)上,，還將動(dòng)工建設(shè)軟Ｘ射線自由電子激光用戶(hù)裝置,，并于２０１９年正式投入使用。
中科院上海應(yīng)用物理研究所所長(zhǎng)趙振堂說(shuō),，Ｘ射線光源是研究物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)過(guò)程的工具,，作為第四代光源，Ｘ射線自由電子激光的峰值亮度比第三代同步輻射光源高１０億倍,；脈沖長(zhǎng)度可達(dá)到飛秒量級(jí)（１秒的１０００萬(wàn)億分之一）,，比第三代同步輻射光快１０００倍；相干性更好,。它可以觀測(cè)到物質(zhì)內(nèi)部更復(fù)雜或更快的現(xiàn)象與變化規(guī)律,。
“形象地說(shuō)，同步輻射光源能為分子‘拍照片’,，而自由電子激光借助其極短的光脈沖則可以給分子‘拍電影’,，極大提高了科學(xué)家洞悉物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的能力?！壁w振堂介紹,，“同步輻射光源＋Ｘ射線自由電子激光”具備更全面的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ钱?dāng)前光子科學(xué)平臺(tái)發(fā)展的最新動(dòng)向,，全球已有６個(gè)類(lèi)似組合,，分別建在德國(guó)、美國(guó),、日本,、韓國(guó)、瑞士和意大利,。
讓科學(xué)研究從“月光下”走到“日光下”
專(zhuān)家比喻,，在上海光源這個(gè)大科學(xué)設(shè)施的支持下，我國(guó)科學(xué)家已從原來(lái)在“月亮光”下看微觀世界,，走向在“太陽(yáng)光”下看微觀世界,。這對(duì)推動(dòng)基礎(chǔ)科學(xué)研究、吸引國(guó)內(nèi)外一流科研團(tuán)隊(duì)的意義作用巨大,。
運(yùn)行８年來(lái),，借助上海光源發(fā)出的光，２０１４年中國(guó)科學(xué)院院士包信和在天然氣直接轉(zhuǎn)化利用研究中取得重大突破,，并入選當(dāng)年的“中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”,。清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院顏寧研究組首次測(cè)定了人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的三維晶體結(jié)構(gòu)，中國(guó)疾病預(yù)防控制中心高福團(tuán)隊(duì)揭示出禽流感,、埃博拉等多種流行病毒感染機(jī)制,，中科院物理所丁洪課題組發(fā)現(xiàn)了外爾費(fèi)米子……
像一個(gè)個(gè)碩果展示的那樣,，超級(jí)Ｘ光給了科學(xué)家一雙雙慧眼?！澳媒Y(jié)構(gòu)生物學(xué)來(lái)說(shuō),，原來(lái)單個(gè)課題組解析一個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，可能要幾年時(shí)間,。上海光源建成后,，平均解析時(shí)間降為幾個(gè)月甚至數(shù)天。目前,，我國(guó)研究人員利用上海光源一年解析的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)量,，是以前幾十年的總和?！鄙虾９庠粗行母敝魅魏谓ㄈA說(shuō),。
筑“巢”引鳳，搭建開(kāi)放共享科研生態(tài)圈
隨著硬件設(shè)施的持續(xù)提升,，上海光源在結(jié)構(gòu)生物學(xué),、催化、凝聚態(tài)物理,、材料科學(xué)等各前沿學(xué)科領(lǐng)域筑好“巢穴”,、引“鳳”前來(lái)，一個(gè)開(kāi)放共享的科研生態(tài)圈正逐漸走向成熟,。
上海光源面向國(guó)內(nèi)外用戶(hù)開(kāi)放,。初出茅廬的青年學(xué)者，只要通過(guò)課題申請(qǐng),，一樣可以使用大科學(xué)設(shè)施,。除了小部分企業(yè)，９０％以上的用戶(hù)是免費(fèi)使用的,。
為了確保對(duì)每個(gè)課題公平,，上海光源設(shè)計(jì)了一套“用戶(hù)提出申請(qǐng)，用戶(hù)專(zhuān)家來(lái)審批”的制度規(guī)范,。每個(gè)用戶(hù)專(zhuān)家工作組由10位左右來(lái)自不同地區(qū),、不同類(lèi)型單位且與該線站學(xué)科相關(guān)的一線專(zhuān)家組成，負(fù)責(zé)本線站的課題評(píng)審,、學(xué)科方向咨詢(xún)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)督,。清華大學(xué)教授施一公等著名科學(xué)家，就是用戶(hù)專(zhuān)家工作組的成員,。
公平之余還要兼顧效率,，為此，上海光源特地留出一部分時(shí)間用于獎(jiǎng)勵(lì)那些取得杰出成果的研究人員，以盡可能提高裝置的成果產(chǎn)出率,。
和研究成果一樣，所有這些在開(kāi)放共享中積累的可復(fù)制可推廣經(jīng)驗(yàn),，都將成為中國(guó)推進(jìn)科技創(chuàng)新的寶貴財(cái)富,。可以預(yù)見(jiàn),，未來(lái),，“中國(guó)光谷”將凝聚全球力量，將這片熱土真正打造成具有國(guó)際影響力的科技創(chuàng)新中心,。
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