Dieses große wissenschaftliche Gerät ist eine Billion Mal heller als die Sonne und wird bis Ende des Jahres seinen ersten Lichtstrahl aussenden.

Die hochenergetische Synchrotronstrahlungslichtquelle, eine große wissenschaftliche Einrichtung in Pekings Huairou Science City, wird voraussichtlich Ende 2024 ihren „ersten Lichtstrahl“ aussenden. Derzeit werden die Arbeiten zur Durchbrechung der integrierten Entwicklung unter der Leitung von Huairou Science City beschleunigt.

Bildquelle: Institut für Hochenergiephysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Die Hochenergie-Synchrotronstrahlungsquelle (HEPS) ist eine der größten wissenschaftlichen Einrichtungen Chinas und die Kerneinrichtung des großen wissenschaftlichen Einrichtungsclusters Huairou Science City, das gemeinsam von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Peking errichtet wurde. Nach seiner Fertigstellung wird es die erste hochenergetische Synchrotronstrahlungsquelle meines Landes und eine der hellsten Synchrotronstrahlungsquellen der vierten Generation der Welt sein. Es kann Licht aussenden, das eine Billion Mal heller ist als die Sonne. Dies wird dazu beitragen, die Mikrostruktur und den Evolutionsmechanismus der Materie auf einer tieferen Ebene zu analysieren und eine Hightech-Forschungsplattform bereitzustellen, mit der die ursprünglichen Innovationsfähigkeiten meines Landes im Bereich der nationalen Entwicklungsstrategie und der modernsten Grundlagenwissenschaft und -technologie gestärkt werden.

Synchrotronstrahlung ist ein elektromagnetisches Strahlungsphänomen, das durch geladene Teilchen erzeugt wird, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit auf einer gekrümmten Umlaufbahn bewegen. In einer Synchrotronstrahlungslichtquelle werden Elektronen durch einen Beschleuniger beschleunigt, um einen hochenergetischen Elektronenstrahl zu erzeugen, und in einem Magnetfeld abgelenkt. Aufgrund relativistischer Effekte emittieren diese Elektronen Photonen verschiedener Wellenlängen, von Infrarot bis Röntgenstrahlen. Ähnlich wie wenn Sonnenlicht auf ein Objekt trifft, gelangen viele Photonen, die Informationen wie Farbe, Größe und Form des Objekts tragen, in unsere Augen. In Synchrotronstrahlungsquellen werden anstelle von Augen verschiedene Detektoren verwendet und Photonen der Synchrotronstrahlung mit Wellenlängen, die einen weiten Bereich vom Atomniveau bis zur Ebene biologischer Zellen abdecken, genutzt, um Materie in verschiedenen Umgebungen zu untersuchen. Dies bietet eine starke Unterstützung für bahnbrechende Spitzenforschung und die Realisierung von Schlüsseltechnologien in verschiedenen Bereichen wie Physik, Chemie, Materialwissenschaften, Messtechnik, Geowissenschaften, Umweltwissenschaften und Biowissenschaften.

Bildquelle: Institut für Hochenergiephysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Als großes nationales Wissenschafts- und Technologieinfrastrukturprojekt in China ist HEPS wie ein übergroßes Röntgengerät . Es kann Elektronen durch einen dreistufigen Beschleuniger auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigen und dabei Synchrotronstrahlung erzeugen. Durch Ausnutzung der Eigenschaften der Synchrotronstrahlung, wie starke Durchdringung, hohe Helligkeit, hohe Intensität und breites Energiespektrum, kann die mikroskopische Welt „klar gesehen“ und der Entstehungs- und Entwicklungsmechanismus der mikroskopischen Struktur der Materie aufgedeckt werden.

Der Bau der großen wissenschaftlichen Anlage HEPS begann im Juni 2019. Am 1. Februar 2023 wurde mit der Installation der HEPS-Speicherringtunnelausrüstung offiziell begonnen.

Am 14. März erreichte HEPS einen weiteren wichtigen Meilenstein: Sein Linearbeschleuniger emittierte Strahlen mit voller Energie und beschleunigte erfolgreich den ersten Elektronenstrahl. Damit trat der HEPS-Bau in die parallele Phase der Installation wissenschaftlicher Forschungsgeräte und der Strahljustierung ein.

Innenansicht des Speicherringmagneten des Beschleunigers der Hochenergie-Synchrotronstrahlungsquelle (HEPS) (Foto aufgenommen am 11. Dezember). Foto von Jin Liwang, Reporter der Nachrichtenagentur Xinhua

Am 11. Dezember wurde der letzte Magnet des HEPS-Speicherrings an seinem Platz installiert, womit die Installation der Hauptausrüstung des HEPS-Speicherrings abgeschlossen war.

Es versteht sich, dass derzeit die Stapelverarbeitung und Prüfung von Vakuum, Strahlsteuerung, Injektion und Extraktion, Hochfrequenz, Niedertemperatur und anderen Geräten sowie Strahllinienstationen intensiv vorangetrieben wird. „Chasing the Light“ hört nie auf, die Zukunft ist vielversprechend!

Umfassende Quellen: Nachrichtenagentur Xinhua, China News Network, offizielle Website des Instituts für Hochenergiephysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften usw.