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全新升级:第四代人工光源问世

时间:2023-05-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:第四代人工光源科学家为了获得高速运动的粒子,发明了一种叫“加速器”的设备,可以将粒子加速到接近光速。同步辐射光源被科学家称为继电光源、X光源和激光光源之后的第四代新光源。同步辐射光源已经历了三代的发展:第一代同步辐射光源是利用同步加速器所发射的同步辐射。科学家研制专用的同步加速器和储存环产生同步辐射的第二代同步辐射光源,其发射度可降低到50~150纳米·弧度。

全新升级:第四代人工光源问世

第四代人工光源

科学家为了获得高速运动的粒子,发明了一种叫“加速器”的设备,可以将粒子加速到接近光速。但是,科学家又遇到了一件头痛的事,加速器的能量损失很大。后来,科学家终于找到了问题的症结。原来,在真空中以接近光速运动的电子束在磁场中沿弧形轨道运动时,会沿切线方向辐射出电磁辐射。这就像我们在下雨天,手持雨伞,不停地转动伞柄,在伞边缘的切线方向就会飞出一簇簇水珠一样。因为它是在同步加速器上被发现的,因而被命名为同步辐射。长期以来,同步辐射不受高能物理学家欢迎,它消耗了加速器的能量,成为高能物理极力要克服的因素。但同步辐射具有其他电磁辐射(光源)不可比拟的优良性能,如波长范围宽(从远红外到X光)、强度和亮度高(是X光的上万倍到上亿倍)、准直性高(几乎是平行光)、脉冲宽度只有10-11秒、脉冲间隔达10-9秒等。丑小鸭终于变成了白天鹅,从20世纪70年代开始,各国竞相开展同步辐射的应用研究。同步辐射光源被科学家称为继电光源、X光源和激光光源之后的第四代新光源。

同步辐射光源已经历了三代的发展:第一代同步辐射光源是利用同步加速器所发射的同步辐射。它是一种“寄生”在同步加速器和储存环上的同步辐射。但由于发射度较高,达几百纳米·弧度,远远不能满足科学研究和实际应用的要求。科学家研制专用的同步加速器和储存环产生同步辐射的第二代同步辐射光源,其发射度可降低到50~150纳米·弧度。(www.xing528.com)

后来,科学家发现在储存环中加入插件,使同步辐射的亮度提高上千倍,比通常实验室用的最好的X光源要亮1亿倍以上,发射度小到10纳米·弧度,光斑水平大小为100~200微米,束斑垂直大小仅为5~10微米。这是第三代同步辐射光源,如上海的同步辐射光源。

2001年3月23日,“和平号”轨道空间站在人工控制下焚毁坠落。

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