Hiina kavatseb käivitada võimsa uue röntgenikiirguse valgusallika, mis paljastab valkude ja materjalide aatomiskaala struktuuri. Detsembri lõpuks ootavad operaatorid, et valgus hakkab voolama Pekingi lähedal asuva kõrge energiaga fotoniallika (HEPS) eksperimentaalsetesse valguskiirtesse, millest saab üks käputäiest "neljanda põlvkonna" sünkrotronidest maailmas.
HEPS pöörab elektrone kuni suure energiani ja painutab need ümber ringikujulise raja, nii et osakesed kiirgavad sünkrotronkiirgust – enamasti lühikese lainepikkusega "kõva" röntgenikiirgust. Intensiivsed laseritaolised röntgenikiired suunatakse 14 kiirgusliini, mida teadlased kasutavad materjalide ja bioloogiliste struktuuride pildistamiseks aatomist nanomeetrini ning keemiliste reaktsioonide hetktõmmiste tegemiseks nanosekundiliste ajavahemike jooksul.
"See on nagu uue suure teleskoobi hankimine. Näete asju, mida varem polnud võimalik jälgida, ”ütleb Mingda Li, kes uurib Massachusettsi Tehnoloogiainstituudis materjalide kvantomadusi ja juhib USA energeetikaministeeriumi sünkrotroni täiustatud fotonallika (APS) kasutajate täitevkomiteed. Argonne'i riiklikus laboris. "See on sünkrotroni kogukonna jaoks väga põnev aeg."
Näiteks struktuuribioloogias võimaldab HEPS teadlastel lisaks tervete rakkude ja viiruste pildistamisele uurida rakumasinaid, näiteks valke kokkupandavat ribosoomi. "Me näeme valgumasinaid nende loomulikus keskkonnas suure eraldusvõimega," ütleb Hiina Teaduste Akadeemia kõrge energiafüüsika instituudi (IHEP) asedirektor Dong Yuhui, mis hakkab kasutama HEPS-i. Dong ütleb, et suureks väljakutseks on selliste katsete tekitatud tohutute andmete haldamine.
IHEP pakkus HEPS-i esmakordselt välja 2008. aastal ja 10 aastat hiljem hakkas see 4,76 miljardi renminbi (657 miljonit dollarit) maksvat kompleksi ehitama. IHEP-i meeskond ootab nüüd HEPS-i rahastaja, Hiina riikliku arengu- ja reformikomisjoni lõplikku ülevaadet ja tegevuslitsentsi. Pärast esimest valgust käputäie ettevõttesiseste teadlaste jaoks detsembri lõpus avaldab HEPS-i kasutajate komitee laiema teadlaskonna katsete läbiviimise üleskutse. Dong loodab, et kõne saab jätkata 2025. aasta jaanuari lõpuks. "Siis on kõik õnnelikud."
Võistlus kiire aja pärast on eeldatavalt tihe. Näiteks ainult umbes üks viiest ettepanekust teeb APSi kärbe. Pärast uuenduste lõpuleviimist ja valgusliinide sisselülitamist juunis sai APS-ist esimene neljanda põlvkonna valgusallikas Ameerika Ühendriikides. "HEPSil on sarnase kvaliteediga valgusvihk ja see on täiustatud APS-iga konkurentsivõimeline," ütleb kondenseeritud aine füüsik ja Argonne'i endine direktor Eric Isaacs. "Mõlemad on suurepärased masinad."
HEPS on esimene neljanda põlvkonna sünkrotron Aasias. Järgmine võiks olla SPring-8 sünkrotron, rajatist, mida Jaapan hakkab järgmisel aastal uuendama, plaanides muuta see 2029. aastaks SPring-8-II-ks. Eesmärk on SPring-8 heledust rohkem kui 100 korda sissehelistada. see on maailma võimsaim sünkrotron. Vahepeal ei jää HEPS loorberitele puhkama. IHEP kavatseb järgmise 5 aasta jooksul lisada veel 30–32 valgusvihu, ütleb Dong.
