探索自然奥秘的X-射线光源--同步辐射

一种比太阳还亮10亿倍的X-射线光源--同步辐射,已在众多科学技术领域取得了辉煌的成就,解决了许多过去所无法解决的难题,找到了许多现象的科学答案.本文主要介绍了这种光源的概念,并选择几个代表性的应用实例说明这种X-射线光源惊人的用途.     

同步辐射光打开显微世界的大门

2009年4月29日，我国迄今最大的大科学装置“上海同步辐射光源”正式在上海张江高科技园区竣工。该装置于2004年12月25日开工建设，总投资约12亿元人民币。该光源发出的超强X光将对微观世界的认知带来一场成像革命，为许多前沿学科领域的研究提供一种先进的工具。     

高对称度光源的同步辐射X射线同轴相衬成像

全球现有的同步辐射光源中,电子束团在垂直于运动方向的截面上其水平尺寸和垂直尺寸的差异都较大,即同步辐射X射线(SRX)源的尺寸在水平和垂直两方向上有较大差异(二者的比值为光源的对称度,与1的差别越大,则对称度越差).这使得利用同步辐射X射线开展同轴相衬成像实验时,水平和垂直两个方向上入射X射线的点扩展函数相差较大,造成两个方向上空间分辨率有很大差别,这种差异还会造成两个方向上相位衬度水平的明显差别,从而严重影响同轴相位衬度成像的质量.本文通过在北京同步辐射装置(BSRF)成像线站(4W1A)束线上加入白光光阑直接限制光源对样品的点扩展函数的方法,获得了一个对称度大大提高的同步辐射X射线源(光源对称度从2.7提高到接近1),并开展了模型样品(聚酰胺细丝)的同轴相位衬度成像实验.使4W1A的光源对称度从2.7提高到1,虽然会使总通量约减小为原来的0.0005,但通量密度只减小到原来的0.22.总通量的减小由光斑尺寸的减小和通量密度的减小共同决定,由于高分辨率同轴成像需要的光斑尺寸很小,因此本方法对高分辨率同轴成像的不利影响仅限于通量密度的减小.同时,研究结果表明,通过关小水平光阑尺寸,把对成像有贡献的水平方向光源尺寸从1.23 mm减小到约0.35 mm,使模型样品成像的最大相位衬度从0.057提高到了0.35,即通过关小光阑提高光源的对称度,使同轴相衬成像的密度灵敏度提高了5倍.光源对称度的提高,使空间分辨率和相位衬度这两方面在水平方向和垂直方向达到相同的水平,从而极大改善了BSRF 4W1A线站SRX同轴相位衬度成像的质量.我们分析了成像质量提升的原因,并讨论了未来进一步改进的方向.     

单个大气超细颗粒物源特征的同步辐射光源X射线探针初步研究

研究了单个大气超细颗粒分析靶样的制备方法, 在美国阿贡国家实验室APS同步光源的13-ID-C试验站, 用束斑为2 μm的X射线探针分析了不同污染源超细颗粒物, 得到了单个超细颗粒物的特征X射线谱. 实验结果表明, 来自不同污染源的超细单颗粒具有不同的特征X射线能谱. 这为单颗粒分析方法识别大气超细颗粒物来源提供了依据. 超细含铅颗粒物的分析暗示, 大气颗粒物中的铅污染是多源的, 除燃烧加铅汽油外, 燃煤和钢铁工业也是大气铅污染的排放源. 来自燃煤排放的超细颗粒分析提示, 燃煤超细颗粒物对人体健康具有更大的潜在危害.     

窑火不断 泥土炼出珠玉光

正"苏家烧制出来的琉璃,黄是饱黄的,绿是翠绿的。只有马庄的原料才能做出这样的琉璃。"自明、清以来,苏姓琉璃世家就在太原市迎泽区马庄山头村这片具备优质坩土原料的热土上,为世人留下了许多极为珍贵的作品,为山西琉璃的传承与发展成就了不朽的业绩。山西琉璃:碧瓦辉煌几多时琉璃被誉为中国五大名器(金银、玉翠、琉     

科学工作者要为全部实现我国第一个五年计划而奋斗

以社会主义工业化作为中心的我国发展国民经济的第一个五年计划已经在第一届全国人民代表大会第二次会议上讨论通过了。多年来,中国人民,包括全国的科学工作者迫切盼望着自己祖国的工业化和富强,这个在旧中国不可能实现的愿望,在中国共产党和毛主席领导的人民革命胜利後,经过几个五年计划就将得到实现。第一个五年计划给全国人民指出了为实现这个愿望而斗争的具体途径,它是全国六万万人的当前的共同的行动纲领。第一个五年计划的实现将使我们国家的经济面貌与社会面貌开始发生根本的变化。五年内,我国的工业总产值将增长98.3％,农业总产值增长23.3％,现代工业在工业农业总产值中的比     

从空的空间中拽出光

只要你的运动速度趋近于光速,就能无中生有。这一发现证实了一个已存在41年之久的预言:如何从空的空间(empty space)中拽出能量和产生光。此现象基于早已建立的事实:空的空间并不真是空空如也的,而是存在着     

我国第一颗海洋卫星

2002年5月15日上午9时45分,在黄土高原航天城——太原卫星发射中心用“长征四号火箭”把我国第一颗海洋卫星“海洋一号”和第六颗气象卫星“风云一号D”捆绑在一起,成功地送入太空轨道。这颗海洋卫星是由我国科学家自行研制的。“海洋一号”卫星上天,从此结束了我国没有海洋卫星的历史,这标志着我国海洋卫星研究应用达到了国际先进水平,成为我国海洋发展史上的一个里程碑。     

光合作用螢光中存在二个光生化反应

在高等綠色植物的光合作用过程中的萤光現象是很复杂的。对于綠色叶子在照光过程中螢光强度变化的情况,目前有不少記載,但只停留于总螢光变化的一般观察,且結果及对这些結果的解释非常不一致,因此对这个現象的本貭尚缺乏深入的探討。在自然状况下色素有不同的复合状态。目前在远紅部分可以测定二个較大的萤光高峯(在685及     

从“鹦鹉螺”射出的未来之光——上海光源揭秘

在上海张江高科技园区西南部，悄然矗立着一座鹦鹉螺外形的银灰色大型建筑，它在阳光下熠熠生辉，分外耀眼。这就是上海光源实验室。     

阈值光电子-光离子符合技术及其在分子的同步辐射光电离研究中的应用

光电离方法是研究原子、分子和团簇的能态、结构及动力学性质的重要工具和手段之一。光电离实验是研究实验中出现的3种粒子即吸收的光子、产生的离子和出射的电子的相互关系。研究入射的光子和出射离子关系的技术主要有:四极质谱、飞行时间(TOF)质谱、扇型磁场及电场和磁场相结合的Wien-filter方法等,测定特定质量的离子计数强度随入射的光子能量变化的关系,获得光电离效率曲线(PIES)。分析入射的光子能量和出射电子的动能的关系,可分为两种主要技术:一种是固定入射的光子能量,分析出射电子的动能,即目前广泛应用的光电子能谱技术(PES);另一种方法是改变入射光的波长,研究当入射光子能量等于分子电离阈值或某一个态的阈值能量时产生的零动能的光电子,由此获得阈值光电子谱——TPES。阈值光电子和同一事件的光离子符合获得阈值光电子-光离子符合谱(TPEPICO)。符合技术实际上是研究同一电离事件3种粒子的关系,广泛用于离子-分子反应和解离动力学。     

全球第一个民用卫星导航定位系统

由欧盟和欧洲空间局共同提出和组织实施的伽利略（Galileo）系统是全球第一个民用卫星导航定位系统。伽利略系统的配置、频率分布、信号设计、安全保障等导航定位服务特点，使得它与美国全球定位系统（global positioning system，GPS）相比，具有更高的效率和可靠性。伽利略系统将实现对全球更完整的监控，对航空、航海等领域也会有更安全的保障服务，特别是它提供的公开服务、生命安全服务、商业服务、公共特许服务和搜救服务等．将多层次、全方位和全时段地满足全球各类用户的需要。预计伽利略系统将在2008年开始正式投入运营．并将拥有更加广泛的全球应用市场和巨大的社会效益。     

第一个人类克隆胚胎的故事

通过一种称为单性生殖 (孤雌生殖 )的机制 ,我们从卵细胞中克隆得到了早期的人类胚胎 ,这使治疗性克隆成为了触手可得的事情——     

谁将第一个登上太空电梯

近日,美国宇航局长迈克尔·格里芬已正式接受中国航天局的邀请,即将对中国进行正式访问,两国专家将广泛探讨包括探月在内的航天领域的合作的可能性。随着航天热在两国不断升温,美国科学家奇妙的太空电梯计划再一次成为人们议论的焦点,该计划一旦实施,无疑彻底改变人类涉足太空的方式,届时体验太空感觉就像度假郊游一样,轻松愉快。太空电梯理论上已没有问题,草图已经拟就。也许是15年,也许是30年,美国科学家在赤道附近建成近10万千米的太空电梯,它矗立在一座25千米高的巨大平台上。它的轨道骨架就是碳纳米管合成的超级材料。它最多可承载200多部电梯,每小时可运行200千米,7天后抵达同步轨道。届时,向国际空间站运送货物的成本由1千克约1.1万美元,降至110美元。设计者估计,谁抢先建成太空电梯,谁将至少统治外太空100年。     

暗物质真实存在的第一个证据

宇宙中充满着人们看不到的物质（这些物质能够轻易地穿过几乎一切物体而不会被人觉察）。对于这种观点．人们很难接受。但它很可能是正确的。另一种与此相对的观点则认为，引力在超大尺度上会遵循不同的规则。但这一选择最近被正在观察自大爆炸以来最剧烈的一次星系团碰撞的字宙学家排除了。     

世界上第一个"电子人"

大胆设想 大胆实验 在这之前,沃里克进行了大量人工智能、控制以及机器人技术方面的研究,设想人类应该与机器结合起来.沃里克最初是因在自己身上做实验而出名:通过手术把芯片收发器等仪器植入身体的皮下组织.沃里克说:"作为人,我甚至开始享受其中的乐趣,但作为'电子人',我仍有大量工作要做."     

世界上第一个“电子人”

说起"电子人",人们可能会想到不少科幻电影,可是英国的一位科学家却通过身体力行,将幻想逐步变为现实。原本由人类设计、制造,用以服务人类的人工智能机器最终反戈一击,控制了人类,这不仅已经成了科幻电影惯用的情节,也反映了人们对人工智能发展所产生的忧虑。然而现在就出现了这么一个"电子人",他靠自己的意志控制了机器——他就是前不久《新西兰先驱报》所报道的现年57岁的英国雷丁大学科学家凯文·沃里克,他是英国颇具争议的控制论专家和思想家,现在他成为了世界上第一个"电子人",即一部分是人,一部分是机器。在沃里克看来,"电子人"将是电子时代人类发展的趋势,也是科学价值的体现。