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这是耗资300亿瑞典克朗的“超级显微镜”
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“这是一台令人惊叹的机器。”看看科学家如何“透视”金属,甚至像“脱衣”一样观察考古文物内部结构。图片来源:SVT、ESS、TT

在隆德(Lund)北部平原上,坐落着瑞典全新的超级显微镜——European Spallation Source(ESS,欧洲散裂中子源)。

但它并不是普通意义上的显微镜。

这里不用光,而是利用微小的“中子”来绘制物质最深层的结构图谱。

ESS高级顾问Sindra PeterssonÅrsköld表示:

“我们将能够获得高时间分辨率的详细序列,比如可以实时观察电池是如何充电与放电的。”

瑞典电视台SVT获准进行一次极为罕见的探访,进入公众无法进入的、长达600米的粒子加速器内部。

ESS总干事Helmut Schober表示:

“我们正在向世界证明,欧洲能够建造全球最强大的粒子加速器。”

瑞典与丹麦共同担任ESS科研设施的东道国。该设施目前正在隆德郊外的农田上建设。

瑞典政府还计划追加3.56亿瑞典克朗用于ESS项目。

观察电池如何放电

中子辐射能让研究人员观察原子与分子层面的相互作用。

这对于开发智能材料、更高效的数据存储以及新型电池具有极高价值。

例如,中子可以追踪锂离子在电池中的运动路径。

ESS的仪器未来还能够“窥视”人体内部蛋白质层面的活动。

中子具有“看见”关键生物分子的能力,并能揭示药物在人体中的作用机制。

Helmut Schober表示:

“像新冠病毒和HIV这样的病毒会不断变异,因此快速研发能够阻断新变种的药物极其重要。”

中子将在管道中传输

Schober向SVT展示了一座巨大的实验大厅。未来,中子将在这里通过管道输送到目前正在建造的15台科研仪器之中。

预计到2028年,ESS将正式投入科研运行。

届时,这整个工程的总造价将超过300亿瑞典克朗。

这一数字可以与瑞典政府2026年用于科研与开发的预算进行比较——后者预计约为500亿瑞典克朗。

瑞典与丹麦承担了约一半成本,其余部分由另外11个欧洲成员国共同出资。

甚至可以搬进一座高炉

预计每年将有多达3,000名来自欧洲各地的科研人员携带样本来到ESS。

这些研究可能包括:

*考古学家在不破坏文物的前提下观察千年文物内部结构;

*科学家开发更先进的电动车燃料电池;

*或研发高速列车使用的新材料。

Sindra PeterssonÅrsköld尤其期待能够实时追踪工业制造过程。

她表示:

“其中一台仪器将配备一座高炉,我们可以在其中制造例如火车和桥梁的零部件,从最初阶段开始追踪整个制造流程。”

ESS的发展历程

ESS是由13个国家组成的欧洲合作项目。成员国包括:

瑞典、丹麦、捷克、爱沙尼亚、法国、德国、匈牙利、挪威、意大利、波兰、西班牙、瑞士和英国。

重要时间节点:

1994年

Bertram Brockhouse与Clifford Shull因发展利用中子研究物质结构的技术,获得诺贝尔物理学奖。

2002年

欧洲达成协议,在欧洲建设中子源设施。

2009年

决定将ESS建于隆德。

2014年

ESS在隆德南部农田正式破土动工。

2023年

重达5吨、用于产生中子的钨金属靶轮安装完成,被称为“ESS之心”。

2025年

第一束质子束在ESS长达600米的加速器中成功运行。

2026年

瑞典辐射安全局批准ESS试验性制造中子。

但有关核废料最终储存的问题,目前仍缺乏全国性解决方案。

2027年

第一批中子将正式开始生产。

2028年

ESS正式投入运行。

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