澳大利亚同步加速器很棒......但是它做了什么? 2017-05-08 07:01:03

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科学就像是高性能赛车:今天的一级方程式赛车很快就会成为明天的老虎机2007年开放并位于墨尔本的澳大利亚同步加速器目前处于F1的最后阶段不用说,其120名员工和数千人活跃的研究人员希望保持这种方式提出一个相关而明显的问题:它实际上做了什么

从技术上讲,同步加速器是一种大型机器,可将电子加速到几乎光速

由于这些电子通过磁场偏转,它们会产生极亮的光,这意味着同步加速器也是一种“光源”同步加速器光(X射线和红外线)光比太阳亮一百万倍与常规光源相比,例如坐在牙医椅子上可能会遇到的光源,同步加速器产生的X射线就像一个灯泡的激光器一样

高亮度,X射线作为光束发射,可以有效地调谐到单一波长(有点像能够选择激光束的颜色)以及其他更专业的属性,如纳秒级脉冲发射,光的特征意味着基于同步加速器的实验通常比使用传统实验室设备获得的实验更准确,更详细,更具体和更快o每年使用它的成千上万的研究人员,该设施是最先进的实验技术的工具箱,使他们能够更快地达到他们的研究目标,并超越他们在传统实验室所能达到的目标

足球现场规模的设施 - 拥有10个专门建造的个体实验室 - 通过几条不同的路径进入纳米级世界自设施开放以来,已有4,000多名生物学家,医学科学家,化学家,材料科学家,法医科学家,地球化学家,物理学家,工程师,艺术保管员,环境科学家和农业科学家等都利用了他们可用的新方法对于大多数研究人员来说,这是一个进行实验的地方,这些实验在国内其他任何地方都无法进行同步加速器的亮度X射线意味着确定艾滋病病毒蛋白质的三维结构 - 只给出一个exa mple - 可能需要几分钟而不是几小时甚至几天的数据收集和操作这种技术依赖于制造具有一定质量的目标蛋白质的晶体同步加速器可以快速筛选成千上万的“候选”晶体,传统方法可能需要数小时而不是几个月收集的可用数据许多研究人员认为同步加速器是研究或开发新药物以对抗各种癌症,疟疾,风湿热和黄热病等疾病的重要工具

确定目标蛋白质的高度详细的三维结构,无论是单独使用还是与潜在的药物分子相互作用,都可以加速从药物概念阶段到市场的长期过程

同步加速器技术确定蛋白质结构也有助于研究人员找到新途径解决疟疾寄生虫,扩大我们对免疫系统如何工作的认识,w这可能导致自身免疫性疾病的新疗法,如早发型糖尿病或骨髓移植后的组织排斥反应其他研究人员认为该设施类似于使用红外光或X射线来绘制微观或甚至纳米级分布的巨型显微镜矿物金属中的金属,或动物细胞中蛋白质和脂肪的位置但是,与传统的光学显微镜不同,同步加速器还可以识别金属或其他正在研究的组分的特定化学形式 - 在地图上的每个位置这是对于寻求改善矿物勘探或加工方法,或了解多发性硬化症或帕金森氏重量级(teraflop)计算能力等疾病的早期阶段进展的关键信息意味着二维X射线图也可以转化为三个尺寸,很像CT或CAT扫描 同步加速器技术的大部分非破坏性也使它们非常适用于检查珍贵的文化艺术品,艺术品和文件,以及用于法医调查 - 特别是在样品仅以微量供应的情况下,大米,大麦和其他谷物是重要的能量世界各地数百万人的消息来源不幸的是,过度依赖这些相对较差的营养来源的饮食往往含有较少的重要微量营养素,如南澳大利亚大学,澳大利亚功能植物基因组学和大学的研究人员墨尔本正在使用同步加速器绘图技术来研究提高这些主食谷物中铁,锌和其他重要微量营养素水平的各种策略他们希望这些发现有助于开发更好的加工方法和育种计划展望未来,有可能借鉴t他对世界各地其他同步加速器设施的经验,并预测澳大利亚同步加速器的影响和生产力的规模将会增长但这只会在两件事情发生时才会发生:1)设施的当前运营能力得以维持它是由维多利亚州政府投资1.57亿澳元用于该项目澳大利亚和新西兰政府以及ANSTO和CSIRO等大学和主要研究机构提供额外的财政支持,总价值5000万澳元目前,维多利亚州和澳大利亚政府同样为运营成本2)该设施继续在同步加速器技术的最前沿运行同步加速器非常高效,因为它的运行水平可以使最佳技术得到有效部署这是在这个水平上运行的能力,结合开发新的和改进的功能,这将使澳大利亚的syn chrotron科学界发挥其全部潜力同步加速器是澳大利亚研究的重要力量保持它达到或超过世界标准不仅是理想的 - 它是必不可少的