如何利用激光加速器打造能精準切除癌細胞的“質子刀”?正負電子在對撞機中如何實現高速奔跑?什麼是表界面物理學?它會開展哪些科學研究?“人造太陽”如何擁有類似太陽的核聚變反應機制?一個探索微觀世界的“超級顯微鏡”是什麼樣的?走進重大科技設施,帶你在物理世界一探究竟。
7月-11月間,由中國科協青少年科技中心(中國科協科普活動中心)組織開展的“身臨‘器’境”——重大科技設施開放活動正持續開展。為便於公眾更好地了解學習重大科技設施相關情況,“雲學習”重大科技設施相關知識,中國科協青少年科技中心聯合新華網推出重大科技設施主題探索路線。
本期推出“探訪物理世界”主題探索路線,帶你走進北京激光加速創新中心、北京正負電子對撞機、全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)、應用表面物理國家重點實驗室、中國散列中子源,一探物理世界的科技魅力。
1.北京激光加速創新中心
北京激光加速創新中心位於懷柔科學城中心區,當前已通過性能工藝和設備驗收,計劃年底前開放運行。北京激光加速創新中心總建築面積約3萬平方米,目前已建成重頻飛秒激光系統、激光離子加速靶場、激光碟機動聚變等離子體診斷&&、空間輻射環境模擬&&、激光加速質子輻照應用研究、超快離子束應用研究&&、工藝支撐&&等7個子&&和系統,具備基礎科學研究、大型設備技術研發、研究生培養、國際學術研討等功能,可為輻射醫學、前沿物理、核能持續、先進材料等領域重要科學問題提供研究條件。走進北京激光加速中心一探究竟,感受激光加速器技術如何幫助人類更好認識和改變世界。
2.北京正負電子對撞機
在北京西郊,形似一隻羽毛球拍的北京正負電子對撞機大部分結構由北向南臥在地下,它由一台長202米的直線加速器、一組共200米長的束流輸運線、一台周長240米的儲存環加速器、一座高6米重700噸的大型探測器“北京譜儀”和14個同步輻射實驗站等組成。正負電子對撞機是為基礎粒子物理研究而建造的粒子加速器,粒子加速器不僅是進行高能物理、原子核物理、生命科學、材料科學等多種基礎科學研究的重要實驗裝置,而且,在工農業生産、醫療衞生、工業輻照、航天等領域,也有着廣泛的應用前景。在粒子的一次又一次對撞中,粒子物理和核物理的發展腳步不斷向前。
3. 全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)
高約11米,直徑約8米,重400余噸,看上去像一個巨大的“罐子”——這就是EAST,匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強磁場”“超大電流”等尖端技術於一“罐”,用來模擬太陽的核聚變反應機制。“人造太陽”潛能無限,核聚變研究的衍生技術正在悄然改變我們的生活。2023年4月12日21時,EAST成功實現穩態高約束模式等離子體運行403秒,於當時創造了新的世界紀錄,對探索未來的聚變堆前沿物理問題,提升核聚變能源經濟性、可行性,加快實現聚變發電具有重要意義。走進EAST,與“太陽”肩並肩前行。
4. 應用表面物理國家重點實驗室
復旦大學應用表面物理國家重點實驗室是由我國著名物理學家謝希德先生親自倡導建立的實驗室。實驗室以表界面物理學的概念、理論和方法為基礎,在凝聚態物理、光物理、材料科學、信息科學的前沿開展基礎研究及中遠期應用研究。實驗室圍繞新型半導體、磁性、關聯體系、人工超構材料和新能源材料等研究領域的重大科學問題及未來應用設立主要研究方向。如何推動表面物理學研究更加“深入肌理”,來應用表面物理國家重點實驗室一探究竟。
5. 中國散裂中子源
中國散裂中子源(CSNS)是中國首&、世界第四台脈衝型散裂中子源。它的建設,填補了國內脈衝中子源及應用領域的空白,技術和綜合性能進入國際同類裝置先進行列,顯著提升了中國在相關領域的技術水平和自主創新能力。研究電動汽車的電池性能,研究催化劑的作用機理,研究芯片的單粒子效應,研究高溫超導材料的自旋漲落,在這些領域,散裂中子源都能發揮關鍵作用。這&探索微觀世界的“超級顯微鏡”還有哪些更大的能耐,走進中國散列中子源一同“見微知著”。