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阿秒激光设施开工!探索物质微观世界,这将是科学研究的“超高速摄像机”?

2025-01-10来源:天脉网编辑:瑞雪

近日,位于广东东莞的国家重大科技基础设施——先进阿秒激光设施正式破土动工。该项目由中国科学院主导建设,设计涵盖10条束线和22个应用终端,旨在推动我国物质科学研究迈上新台阶。

作为项目的核心部分,首批6条束线将由中国科学院物理研究所负责建设,而剩余的4条束线则将在陕西西安由中国科学院西安光学精密机械研究所承建。这一布局不仅体现了我国在科技基础设施建设上的全面规划,也彰显了跨学科、跨地域合作的深远意义。

先进阿秒激光设施预计将在五年内建成,届时将具备阿秒时间分辨能力和高度时空相干性,能够实现对电子运动的精准跟踪、测量与操控。这一突破性能力将助力科学家深入探索物质状态的演化规律,为物质科学前沿基础研究提供关键技术支持,有望带来重大科学突破。

阿秒,作为目前人类所能掌握的最短时间尺度,其长度仅为一百亿亿分之一秒(10^-18秒)。在这个极短的时间内,光的传播距离仅为原子的大小(约0.3纳米),相当于电子在原子内部的穿行距离。阿秒激光技术的出现,使得科学家能够首次直接观测到电子的运动,这在科学发展史上具有里程碑式的意义。

阿秒激光设施如同一台“超高速摄像机”,能够捕捉电子运动的“动态影像”,记录它们的运动轨迹以及由此决定的量子特性、磁性变化、化学反应和材料相变等现象。这一技术为物理、化学、材料、信息、生物医学等多个学科领域提供了前所未有的研究手段,有望在这些领域催生新的科学发现和技术创新。

该设施的建设不仅具有重要的科学意义,还承载着深远的战略意义。它将为我国在基础研究和产业技术领域实现跨越式发展提供有力支撑,推动科技创新和经济社会发展深度融合,为构建科技强国奠定坚实基础。