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澳洲行之一:同步加速器,照亮国家创新之路的最亮之光

已有 5313 次阅读 2011-8-19 15:01 |个人分类:海外见闻|系统分类:海外观察

科学记者澳洲行特别报道(一)
 作者:王丹红 来源:科学网 发布时间:2007-7-2 16:56:51 小号字 中号字 大号字

 

澳大利亚同步加速器:
照亮国家创新之路的最亮之光
 
[科学网 王丹红报道]
 
“同步加速器光使用的范围只能被我们的想象力所限制。”——澳大利亚医学专家古斯塔夫•诺萨尔爵士
 
名马之死

永久站立在墨尔本博物的法拉普

(图片来源:维多利亚国家博物馆)

 
墨尔本是一个酷爱体育的城市,著名赛马法拉普则是澳大利亚的一个传奇。赛马在澳大利亚非常盛行,平均每天有12场比赛,墨尔本杯赛马则是全国性比赛,自从1861年以来,甚至在两次世界大战,这里的赛马也从来没有中断过。
 
在20世纪30年代的大萧条期间,法拉普夺得墨尔本杯冠军,成为澳大利亚人民的英雄,之后它前往美国,也连连得胜,被誉为无敌王者。1932年,法拉普赢利当时北美奖金最高的阿瓜卡连特障碍赛杯的冠军,当年4月5日,也就是准备参加另一场比赛的前夜, 它突然死亡,许多人认为它是被毒杀的,但这种说法一直缺少证据。
 
一代名马去世,澳洲举国悲痛。法拉普的心脏存放在位于首都堪掊拉的国家博物馆,它的骨骼存放在新西兰的多明尼恩博物馆,新西兰是它的出生地;它的兽皮被剥制成标本存放在位于墨尔本的维多利亚国家博物馆。
 
2006年,澳大利亚刑事科学家利用墨尔本博物馆提供的法拉普的6根毛发,用同步加速器的X射线对之进行分析,结果发现:在死亡前30-40小时,法拉普咽下了大剂量的纯砷,即砒霜。这一确凿的事实表明,法拉普是被毒死的,但目前还不确定的是这究竟是偶然是蓄意所为。
 
4月16日,记者团一行在参观位于墨尔本的澳大利亚同步加速器时,澳大利亚同步加速器项目政策管理官员Stefanie Pearce女士讲述了这个令人伤感又充满传奇色彩的故事:而在这个故事中,同步加速器扮演了重要角色。
 
为澳洲国民经济服务

位于墨尔本的澳大利亚同步加速器

(图片来源:澳大利亚同步加速器网站)

 

2005年3月20日,建设中的澳大利亚同步加速器向社区公众开放,12000多人在当天参观了这一设备。

(图片来源:澳大利亚同步加速器网站)

“澳大利亚同步加速器计划于今年7月正式运作,你们能在正式动作前来参观,真是非常幸运!”pearce说。我们是在上午大约11:30到达同步加速器大楼,这是一个像足球场一样的圆形庞然大物,圆中心是加速器的电子枪、直线加速器、圆形加速环和储存环,以及从储存环分出的9实验站。在二楼沿这个圆形建筑依窗而建的一间间的办公室。在二楼的会议室,我们一边吃着三明治,一边听Pearce用PPT向我们这个同步加速器的建设过程和远景。
 
同步加速器是一种环形粒子加速器,在环形磁场的作用下,以接近光的速度运行的电子被迫改变方向,电子在改变方向的同时会释放出同步辐射光,即同步加速光。同步加速器光一度被认为是寄生性的损耗,但现在该光却成为建造许多同步加速器的理由,因为这种光具有许多非凡的特质,比如它是一种拥有多种波长的强光,能够用于更精确、更清晰、更特殊的实验分析,同步加速器所产生的X射线的强度比传统的X射线要强几百万倍,因此,同步加速器光如今已成为许多科学和技术研究领域中极其强大的研究工具。
 
2002年,澳大利亚政府宣布启动澳大利亚同步加速器项目。为什么是启动这样一个项目呢?Pearce说,从1996年开始,澳大利亚的科学家们在政府同步加速器项目的资助下到海外从事同步加速器的研究,这些机会让澳大利亚的科学家们得以从事有价值的研究,提高自身的专业水准和在国际上的地位,但是,随着需求的增加,“旅行箱科学”的弊端日益明显:知识产权问题、易碎样品的运送问题、海关障碍和排队作研究的问题等,在澳大利亚国内建设自己的同步加速器迫在眉睫。
 
“这台加速器将成为我国家的多学科的科学和科学研究平台,而且也为工业界特定的研究和新技术开发提供了一个平台,它还强化了澳大利亚和国际科学界的关系,特别是为澳洲科学家与东南亚和环太平洋地区的合作提供了新的机会。 ”Pearce说,“,它的建成反映了社会、经济和环境对科学研究的需求,也反映了这个国家的雄心壮志。”
 
为澳大利亚的国民经济服务是这台加速器的使命。它的4个国家重点研究领域是:澳大利亚的环境可持续发展、促进和保持公民身体建康、创建和改革澳大利亚工业的前沿技术,以及澳大利亚的国家安全。计划环绕加速器而建的实验站有13个,其中5个已经建好,它们分别是:蛋白质结晶、粉末衍射、X射线吸收光谱、软X射线光谱和真空紫外线光谱。
 
Pearce特地请来自中国上海的同步加速器机械工程师王大卫带我这位来自中国的科学记者参加实验站。大卫在2003年加入这台同步加速器的建设,也是这台同步加速器中唯一一位来自中国的专家,他说自己“是最早参加建设的工程师之一,亲眼目睹了这台加速器从无到有的形成过程。” 站在两个实验室前,他说:“这是我主要参与设计和建设的实验站。”而他他正在参与设计的新实验站将是这台同步加速器中最大的一个实验站。
 
同步加速器的应用与澳洲经济密切相关。据Pearce介绍,澳洲的一个研究所开发出一种有丝绸般感觉和褶缀的新型纺织品,如果通过绵羊选育来达到这样的效果则需要15年的时间,同步加速器分析证实这种新型羊毛的结构已经改变,促进了其市场化;
 
此外,利用同步加速器技术,澳大利亚的食品科学家正在研究食品处理过程中淀粉所发生的变化,希望借此开发出低脂肪玉米、麦片粥和土豆片等。澳大利亚的科学家们还利用同步加速器技术分析空气中污染物的样品,确定它们的来源,希望借此制定出以污染源为靶标的有效防污染措施;借助同步加速器的X射线衍射技术,科学家们还希望为喷气式飞机开发出更优质、更经济的陶瓷涂层。
 
为未来创造机会
 
2007年4月19日,澳大利亚维多利亚省创新部部长布朗 巴伦比(John Brumby) 视察在同步加速器时宣布:“从本周开始,来自澳大利亚的科学家们将在澳大利亚同步加速器上开始做第一个实验,这意味着来自这台加速器的第一束光束将射入样品。”他同时任命新南威尔士大学化学系前主任罗伯特 拉姆(Robert Lamb)教授为澳大利亚同步加速器首任科学主任。
 
澳大利亚的5个州政府、25所大学、澳大利亚医学研究中心、澳大利亚联邦科学与工业组织、澳大利亚核科学和技术组织,以及新西兰共同资助了澳大利亚同步加速器的建设。巴伦比说:“这个研究平台将强化我们的创新竞争力,为未来创造出更多的商业和就业机会。”
 
 


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