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第45章 软X射线自由电子装置SXFEL

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    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sxfe。”

    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xfe,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:“xfe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xfe,这样的问题就能得到解决。”

    “以目前规模最大的欧洲xfe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xfe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,xfe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,xfe在材料、能源、生命科学等方面都会发挥极大作用。

    如果说19902010是半导体和互联网推进人类文明。

    那20102050,就是xfe推动下一步。

    看到刘牧很有兴趣,周峰松了口气,继续道:“xfe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001n到10n之间,不同波长范围的x射线叫法不同,波长在001n01n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。

    自由电子是不被约束在某一个原子内部的电子。

    这种电子在受到外电场或外磁场的作用时,能够在物质中或真空中运动。

    正常情况下,电子受原子核的引力影响,围绕原子核作轨道运动。这一运动速度虽然很快,但远未达到脱离引力的程度。

    自由电子的产生有两种。

    当两个不同原子核互相靠近,并在周围具有一定条件的情况下,核外电子运动速度加快,使其容易被引力更强的原子核吸引,脱离原来的原子核形成自由电子。

    除了两个原子相互作用,外界因素影响比如升温,也可以制造自由电子。

    温度升高,电子的运动能力增加,速度加快,有时会达到脱离原子核引力的速度,随后形成自由电子。

    目前在自由电子激光装置中,科学家用加速器实现电子加速。

    自由电子激光实质上是一种利用自由电子为媒介的电磁辐射。

    小牧,你改进了电磁辐射检测仪,对电磁辐射应该很了解。

    这种辐射由于消耗了加速器的能量,一开始科学家对此很不喜欢,但后来,科学家发现同步辐射是具有从远红外到x光范围内的连续光谱、高强度、高度准直、高度极化、特性可精确控制等优异性能的脉冲光源,可以用来开展其它光源无法实现的许多前沿科学技术研究。

    xfe天生不凡,性能出众。

    x射线自由电子激光在亮度、光脉冲和相干性上表现得都更好。

    光脉冲就是光源按着一定时间间隔时断时续的发光。

    比如,在使用手电筒时,不停的打开或关闭手电筒,那么光线也就会变的断断续续。

    为了保证光线的连续性,脉冲间隔的时间越短越好。

    目前,科学家实现的最短间隔为80阿托秒。

    阿托秒是一种时间单位,1个单位等于次方秒。

    这数字可能不够直观,1阿秒之于1秒,如同1秒之于3171亿年。

    刘牧听得津津有味,问道:“周老师,那什么又是相干性呢”

    周峰很高兴,也很欣慰。

    果然,像刘牧这种天赋异禀的科技小天才,必然对高精尖科技有着天然的兴趣和开发欲望,原本,他看到千里目科技发展迅速,钞票哗啦啦进来,年轻人会迷失自我,沉浸在万恶金钱之中,白白浪费了天赋。

    古今中外,多少天才俊杰被钱所毁牛顿老大爷都在股市亏钱了。

    周峰笑道:“首先,我们需要了解电磁波,电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度的物体,都会释出电磁波。光也是一种电磁波,除了可见光之外,不可见的无线电波、微波、红外线以及x射线都是。”

    “电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直,振幅沿传播方向的垂直方向作周期性变化”

    刘牧连连点头,我一定要想办法加入x射线自由电子装置。

    周峰心道,就跟游戏小男孩看到配置超高的游戏机一样,这小子天生就是攀爬世界科技树的料,幸亏,及时把他从万恶的金钱商业中拽了出来。

    与推动世界科技进步相比,其他都是渣渣。

    “沈兄”

    “嗯”

    沈长青走在路上,有遇到相熟的人,彼此都会打个招呼,或是点头。

    但不管是谁。

    每个人脸上都没有多余的表情,仿佛对什么都很是淡漠。

    对此。

    沈长青已是习以为常。

    因为这里是镇魔司,乃是维护大秦稳定的一个机构,主要的职责就是斩杀妖魔诡怪,当然也有一些别的副业。

    可以说。

    镇魔司中,每一个人手上都沾染了许多的鲜血。

    当一个人见惯了生死,那么对很多事情,都会变得淡漠。

    刚开始来到这个世界的时候,沈长青有些不适应,可久而久之也就习惯了。

    镇魔司很大。

    能够留在镇魔司的人,都是实力强横的高手,或者是有成为高手潜质的人。

    沈长青属于后者。

    其中镇魔司一共分为两个职业,一为镇守使,一为除魔使。

    任何一人进入镇魔司,都是从最低层次的除魔使开始,

    然后一步步晋升,最终有望成为镇守使。

    沈长青的前身,就是镇魔司中的一个见习除魔使,也是除魔使中最低级的那种。

    拥有前身的记忆。

    他对于镇魔司的环境,也是非常的熟悉。

    没有用太长时间,沈长青就在一处阁楼面前停下。

    跟镇魔司其他充满肃杀的地方不同,此处阁楼好像是鹤立鸡群一般,在满是血腥的镇魔司中,呈现出不一样的宁静。

    此时阁楼大门敞开,偶尔有人进出。

    沈长青仅仅是迟疑了一下,就跨步走了进去。

    进入阁楼。

    环境便是徒然一变。

    一阵墨香夹杂着微弱的血腥味道扑面而来,让他眉头本能的一皱,但又很快舒展。

    镇魔司每个人身上那种血腥的味道,几乎是没有办法清洗干净。
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