光源的第四次革命中國試牛刀
? ? ? 這個(gè)被科學(xué)界譽(yù)為帶來第四次革命的同步輻射光源，是一縷怎樣的神奇之光，又將照亮哪些前所未有的世界？
能給螞蚱的觸角拍X光片
過去幾年里，中科院上海藥物所沈旭研究員天天盼著“上海光源”正式開放。
使用上海光源，他研究晶體結(jié)構(gòu)的效率提高了數(shù)十倍，“以前用普通X光衍射，要做幾天的工作，現(xiàn)在只需要20分鐘左右的時(shí)間，一些以前根本不可能看到的藥物與靶標(biāo)的相互作用現(xiàn)在也一覽無余?！?/span>
15年前提議建設(shè)“上海光源”的中科院院士楊福家的描繪則更為形象：“這座光束線站，若為一只活體螞蚱拍X光照片，包括螞蚱觸角里面的微細(xì)管道、呼吸器官等都可一覽無余，這是傳統(tǒng)X光機(jī)無法辦到的?！?/span>
“上海光源給國內(nèi)結(jié)構(gòu)生物學(xué)帶來了跨時(shí)代的飛躍！”沈旭研究員說，以前所里只有自己一個(gè)人做這一領(lǐng)域的研究，因?yàn)橛辛诉@一平臺(tái)，最近半年，先后有4位海外專家投奔而來，甚至一些以前不是做這方面研究的科學(xué)家也對此產(chǎn)生了濃厚興趣。實(shí)現(xiàn)跨時(shí)代飛躍的絕不僅僅是沈旭的學(xué)科。
“上海光源”甫一運(yùn)行，科研單位的課題申請像雪片一樣飛來。追逐著這縷世界同步輻射領(lǐng)域聲名鵲起的“神奇之光”，科技界掀起了新一波科學(xué)研究的熱潮。
“上海光源”目前對國內(nèi)外科研用戶正式開放的光束線共有7條。7束光各配套一座實(shí)驗(yàn)站，供課題單位及專家們進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。目前“上海光源”執(zhí)行了101個(gè)科研院所和大學(xué)的用戶課題432個(gè)，涵蓋生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等十幾個(gè)學(xué)科。
“就像一臺(tái)可供多用戶使用的超級(jí)顯微鏡”，“上海光源”束線工程部主任肖體喬說，“上海光源”發(fā)出的從遠(yuǎn)紅外到硬X射線的不同波長的電磁波，與可見光相比，這些“看不見的光”波長更短，能量更高。光照射到樣品上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生衍射、散射、折射、透射、吸收等現(xiàn)象，與物體相互作用可以激發(fā)產(chǎn)生熒光和光電子，引起物體的激發(fā)、電離和碎裂等現(xiàn)象。科學(xué)家正是借助于這些現(xiàn)象探索未知的世界。
肖體喬介紹，我國在此之前已經(jīng)有了第一代光源北京譜儀，是寄生于北京正負(fù)電子對撞機(jī)的兼用機(jī)；合肥國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室屬于第二代光源，是基于同步輻射專用儲(chǔ)存環(huán)的專用機(jī)。
“上海光源”與第一代和第二代同步輻射光源相比，性能有了量級(jí)的提高。以亮度為例，“上海光源”的光亮度提高了1600倍。亮度的提高帶來速度的提升，原來需要幾天才能得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，現(xiàn)在可能只需要幾小時(shí)甚至幾分鐘。
“以生命科學(xué)為例，生命科學(xué)已進(jìn)入后基因組時(shí)代，蛋白質(zhì)科學(xué)已成為各發(fā)達(dá)國家競相搶占的制高點(diǎn)。而以蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能研究為主要目標(biāo)的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)研究，其中80％以上的工作需要在第三代同步輻射光源上進(jìn)行，所以‘上海光源’將成為我國生命科學(xué)前沿研究不可或缺的大科學(xué)設(shè)施?！?/span>
這還只是“小試牛刀”的一期工程。據(jù)專家估計(jì)，整個(gè)“上海光源”總共能建約60條光束線，每條線上可建1~2個(gè)實(shí)驗(yàn)站，“每條光束線的投資，相當(dāng)于一個(gè)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模”。
“可以想象，今后在這個(gè)鸚鵡螺里，將誕生多少令世人驚嘆的科學(xué)奇跡！”驗(yàn)收會(huì)上，一位科學(xué)家無限感慨。