新华鲜报|“看清”电子的“超高速摄像机”!先进阿秒激光设施开工建设

新华鲜报|“看清”电子的“超高速摄像机”!先进阿秒激光设施开工建设
2025年01月10日 20:13 新华社

新华社广州1月10日电 题:“看清”电子的“超高速摄像机”!先进阿秒激光设施开工建设

  新华社记者张泉、陈宇轩

  能“看清”电子在阿秒(一百亿亿分之一秒)时间尺度上的运动轨迹,将为物质科学前沿基础研究和产业应用提供有力支撑!

  1月10日,国家重大科技基础设施——先进阿秒激光设施在广东东莞正式开工建设。

  先进阿秒激光设施是做什么用的?

  阿秒是人类目前能够掌握的最短时间尺度,借助先进阿秒激光设施产生的阿秒激光脉冲,科学家可以“拍摄”高速运动的电子的瞬时过程。先进阿秒激光设施犹如一台“超高速摄像机”,可以捕捉电子的“动态影像”,并记录与电子运动相关的量子特性、磁性变化、化学反应和材料相变等现象。

  据介绍,物质是由分子、原子、电子等不同层次的微观粒子组成的,研究微观粒子的运动,并对其进行精准的测量、控制,对于更好理解物质世界规律具有重要意义,是超快科学的重要前沿领域。

  “国际上对电子运动的直接观测几乎仍是空白。”先进阿秒激光设施首席科学家、中国科学院物理研究所研究员魏志义说,由于电子质量很小,运动速度极快,其动力学过程需要阿秒激光脉冲才可能进行测量。但目前实验室条件下产生的阿秒光源,性能和指标参数较低,先进阿秒激光设施就能解决这些问题。

  中国这台先进阿秒激光设施性能如何?

  “从全球范围看,这是第二个开工建设的阿秒激光设施。”先进阿秒激光设施总工程师、中国科学院物理研究所研究员赵昆介绍,先进阿秒激光设施共布局10条束线和22个应用终端,计划用5年时间建成。

  本次开工建设的6条束线由中国科学院物理研究所负责,另外4条束线将在陕西西安建设,由中国科学院西安光学精密机械研究所负责。

  “设施建成后,将实现全波长覆盖,可开展超高时间分辨、空间分辨、能量分辨的光-电-磁-热综合实验,可实现对电子运动的跟踪、测量、操控,具有国际先进水平。”赵昆说。

  先进阿秒激光设施还有什么价值?

  更好地了解物质就能更好地应用。先进阿秒激光设施还有望支持科研团队在高温超导、半导体物理与器件、超高通量通讯与计算、高端激光制造、航天新材料等领域攻克一系列重大科学问题,为高端产业发展提供科技支撑。

  有理由相信,先进阿秒激光设施将为我们打开探秘微观世界的新大门,更将打造助力高端产业发展的强引擎。(完)

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