极亮：高能同步辐射光源

上 集：原 理

如何看清我们的世界？

睁开双眼，山川草木，虫鱼鸟兽，尽收眼底。

然而，肉眼所及之外，别有天地。

仰观宇宙之大，俯察品类之盛。

人类创造了各种各样的仪器辅助观察，

极目远望，放大显微。

君子生非异也，善假于物也。

欲看清真实之世界，则需极端之重器。

极亮，极微，极爆，极透，极瞬

穷幽极微，究极重器。

太阳，给世间带来了光明；

火焰，让夜晚不再隐藏于黑暗之中，

电灯，则让人类随时能够掌控光亮。

光，是人类认识世界最主要的媒介。

它不仅能照亮黑暗，

更能揭示隐藏于微观中的秘密。

如何才能得到一束更亮的光呢？

粒子加速器的出现，

给了这个问题意料之外的回答。

高速旋转的磨盘接触金属时，

沿着切线方向，

会发射大量的火光，

而在环形加速器中，

电子在磁场的约束下沿既定环形轨道高速运动，

在运动方向偏转的过程中发射出光子，

这就是同步辐射光。

为了使用同步辐射光，

世界各国建设了六十多台同步辐射光源，

来研究物质的微观结构。

我国的第四代高能同步辐射光源位于北京怀柔科学城，

它的外形如同一个放大镜，

最大的圈就是环形加速器，

环形加速器上分布了约80多个出光口，

同步辐射光从这里引出，

沿着光学通道进入实验站内，

科研人员就是在这里利用同步辐射光研究物质的微观结构。

北京怀柔的高能同步辐射光源

是世界上亮度最高的同步辐射光源之一，

它的亮度是太阳光的一万亿倍。

就如同一座大型的高科技照相馆，

极高的亮度能缩短曝光时间，

在提高实验效率的同时，

把微观结构照得更清楚。

同步辐射光源作为脉冲光，

不仅能照相，还能录像，

可以研究化学反应的动态过程，

但只有高亮度的光源才能保证动态图像的清晰。

比如说，拍摄一辆飞驰而过的汽车，

如果亮度不够，

就只能延长每一帧的曝光时间，

这样得到的就是模糊的汽车画面。

而正是因为第四代高能同步辐射光源的高亮度，

让我们能捕捉到既清晰又明亮的动态过程。

在粒子对撞机中，电子是核心，

而在同步辐射光源中，光子则是主角，

这是电子的狂欢，这是光子的盛宴。

在这光与电的交响乐中，

人类不断探索微观世界，

每一束光都将引领我们，

照亮科技发展的新征程。

子乾团队

中国科普博览

制 作

中国科学院高能物理研究所

高能同步辐射光源

审 核