第45章 软X射线自由电子装置SXFEL(1/2)

　孙文龙很急。

　周峰也很急，他本来一直犹豫，心中的想法也坚定下来。

　他决定找刘牧好好的谈一谈，这是大事，也得慎重呀。

　正因如此，周峰一直很犹豫，总觉得会极大改变刘牧的人生轨迹。

　他决定之后，倒是松了口气，等刘牧回到了学校，开车带着他在学校门口的路上绕了一圈又一圈，说：“小牧，这下面就是我们江海SXFEL。”

　刘牧心头一震，自从进行仪器设备升级之后，就发现小流的隐藏功能，等级检测，慕沙公司的电磁辐射检测仪是二级高等，示波器是二级中等。

　光刻机是三级初等到高等。

　按照小流的说明，刘牧猜测光刻机并非那么难，而是全供应链太长，需要太多公司合作，导致制造出来很困难。

　唯一能突破三级的设备，就是X射线自由电子激光装置。

　还特意查阅了目前世界上的资料。

　目前国内在建只有两台。

　其一，深城中能X射线自由电子激光装置，深城大科学装置建设极其重要一环，由科学院院士、南科大理学院院长杨明博士主持，预计2026年建成投用。

　而，江海软X射线自由电子激光装置早在2015年就破土动工。

　海外，美国已于2009年建成了世界上第一台硬X射线自由电子激光装置，升级加强版预计将在明年建成使用。

　欧洲也在2017年启用了目前全球最大的XFEL，项目涉及11个国家。

　让这么多国家趋之若鹜的X射线自由电子激光装置究竟有何魔力?

　周峰说道：“XFEL就相当于是人类在微观世界的高速摄像机!”

　“20世纪，人类学会了利用X射线，人类的认知得以穿透物质，进入到内部世界。但是，想要再深入微观世界，比如了解电子的运动状态，对光源的要求更高，人类目前观测到的只是一团混沌的轨迹。”

　怕刘牧不明白，他继续解释：“小牧，《三体》看过吧？在《三体》中，三体人通过智子来破坏人类的高速加速器运行，从而阻止人类对物质深层的研究，众多科学家也失意而终。有了XFEL，这样的问题就能得到解决。”

　“以目前规模最大的欧洲XFEL为例，其每秒可以发射每秒可发射多达27000个脉冲。也就是说，每秒可以捕获2万多张画面。

　凭借这样的精度，人类对电子等微观高速物体的观测将取得长足进步。此前，欧洲研究人员就已经利用欧洲XFEL观测了单个原子的运动，这会为控制原子或分子中的电子的运动铺平道路，并加深对基础物理的理解。”

　刘牧早就对这比光刻机还要高级、突破三级上限的装置感兴趣，搜集了很多资料阅读，XFEL还能研究蛋白质，破解细胞传导的难题；捕捉化学反应的瞬间，解释反应机理。

　除了生物和医学，XFEL在材料、能源、生命科学等方面都会发挥极大作用。

　如果说1990-2010是半导体和互联网推进人类文明。

　那2010-2050，就是XFEL推动下一步。

　看到刘牧很有兴趣，周峰松了口气，继续道：“XFEL有两个要素：X射线和自由电子激光。X射线其实就是X光，或者叫伦琴射线、伦琴光，X射线本质是一种波长极短、能量很大的电磁波，波长范围在0.01nm到10nm之间，不同波长范围的X射线叫法不同，波长在0.01nm～0.1nm的叫做硬X射线，波长略大被称作软X射线。”

　“产生X射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶。撞击过程中，电子突然减速，损失的动能就会以光子形式放出。高强度的X射线还可由同步加速器或自由电子激光产生。”

　接下来，周峰又详细讲解自由电子的概念。

　自由电子激光的概念在1971年就已经提了出来，与传统激光使用固体、气体、液体以及半导体作为工作介质不同，它使用自由电子作为媒介，名称也由此而来。