国之重器迎来重大突破!我国硬X射线自由电子激光装置首次出光

倚天百科 百科资讯 3

10月21日消息,据央视新闻报道,国家重大科技基础设施——硬X射线自由电子激光装置(SHINE)近日取得重要进展,成功实现自由电子激光首次出光,向着2027年底建成投用迈出关键一步。

据介绍,此次出光采用4吉电子伏特(GeV)连续波超导直线加速器产生的电子束,驱动18台长4米、磁周期为55毫米的波荡器线,最终成功产生自由电子激光。

SHINE于2018年4月启动建设,由上海科技大学牵头负责整体建设,中国科学院上海高等研究院、中国科学院上海光学精密机械研究所等单位共同参与。

作为国家重大科技基础设施,SHINE建成后,加速器的电子能量将达到8GeV。

首期两条波荡器线可产生光子能量覆盖0.2至15千电子伏特(keV)的自由电子激光辐射,光脉冲持续时间可短至飞秒量级,最高重复频率可达1MHz。

这意味着,科研人员将能够借助这一装置,以纳米级空间分辨率和飞秒级时间分辨率,精准捕捉原子、分子等微观粒子的快速动态变化,为研究物质微观结构及其演化过程提供重要工具。

未来,SHINE将服务于生命科学、量子材料、未来能源等前沿研究领域,为微观结构解析和超快动力学研究提供先进实验条件。

值得一提的是,该装置还将建设国际首个基于100拍瓦(PW)超强超短激光的实验站,实现超强激光与自由电子激光的结合,为极端强场物理、高能量密度物理等领域的研究提供全新的实验条件。

随着首次出光取得成功,SHINE建设进入新的关键阶段。待项目建成投用后,我国在超快科学、极端条件物理等前沿领域的研究能力有望进一步提升。