巴西总统卢拉在身体痊愈之后,就率领庞大的商贸代表团到访中国,并与我们发表了一个内容丰富详实的中巴联合声明。

中法联合声明是51条,中巴联合声明是49条。

回顾一个热知识:法国最大的邻国正是巴西,而巴西最发达的邻国则是法国。

现在巴西与法国的一个共同点则是,与中国的关系日渐深化与紧密。

中巴声明大部分都是立足于两国传统的合作领域与优势项目的继续跟进、深入、加强和优化。但要说最值得关注的,就是第34条:

双方忆及,巴西是少数拥有第四代同步辐射光源技术的国家之一,中国也正通过推进第四代同步辐射光源建设,以共同发展新一代光源技术。双方欢迎巴西科技创新部全国能源材料研究中心和中国科学院高能物理研究所开展合作,以促进巴西天狼星同步辐射光源和中国高能同步辐射光源协作。

所谓同步辐射光源是指产生同步辐射的物理装置。第一代同步辐射光源是寄生于高能物理实验专用的高能对撞机的兼用机,第二代同步辐射光源是基于同步辐射专用储存环的专用机,第三代同步辐射光源为性能更高且储存环之直线段可加装插件磁铁组件之同步辐射专用储存环的专用机,现在正在研究的自由电子激光器则为新一代的第四代高强度光源设施。

第四代同步辐射光源则是极低发射度的储存环光源。最初源自瑞典,伴随MAX IV等低发射度储存环光源的成功,这一技术逐渐被公认为环形同步辐射光源的发展方向。采用新的加速器结构获得极低发射度,在束线设计中考虑X射线的相干性,是第四代同步辐射光源的特点,其更加优异的亮度和相干性,也使得系列全新的实验方法得以实现。

作为具有衍射极限水平的第四代光源,高能同步辐射光源(HEPS)的相干尺寸比典型的三代光源高出两个量级,为了在束线光学调控中保持全光束范围内的完美波前,要求将光学元件引起的波前的时间和空间扰动误差均控制在皮米水平,这对光学部件的稳定性和精度都提出了极高要求。切槽晶体单色器利用完整刚性切槽晶体内侧面的两次反射,天然具有极高的波前指向稳定性,但这类晶体加工的难度相比平面晶体要大很多,尤其是大尺寸波前保持的切槽晶体,则更加困难。而第四代同步辐射光源技术很好地解决了这个问题。

而且相比第三代同步辐射光源,第四代同步辐射光源的亮度要高出100—1000倍!

全球首座商业化第四代同步辐射光源在2020年8月25日于法国正式投入商业运营:

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而咱们国家针对这一技术的研究也刚刚在今年取得了重大突破——位于北京怀柔科学城的第四代光源高能同步辐射光源(HEPS)增强器于1月13日全线贯通,进入设备调试阶段。建成后的高能同步辐射光源将是世界上亮度最高的第四代同步辐射光源之一。

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巴西作为第三世界国家、新兴经济体,在这方面倒是有着先发优势与丰富经验:联合声明中提到的合作方——巴西全国能源与材料研究中心,即巴西CNPEM能源与材料国家研究中心,早就建成了科研用第四代同步辐射光源实验室Sirius天狼星,一个直径500米的庞然大物。这是当时世界上除了瑞士以外的唯一一个第四代光源!也是巴西有史以来建造的最复杂的科研设施——一座进行尖端科学研究以及为健康、农业、能源和环境等领域的全球问题寻找解决方案的战略基础设施。

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该实验室位于圣保罗州坎皮纳斯市 (Campinas, S~ao Paulo) 的巴西国家能源与材料研究中心 (CNPEM)。巴西同步辐射光源实验室 (LNLS) 与 CNPEM 保持合作,在同步辐射光源领域拥有超过23年的经验,自2008年以来就一直在主持着这一成功的项目。

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实际上,从各国在该领域的研究进程看,直到2010年左右,衍射极限储存环的关键物理与技术取得突破,才使得衍射极限储存环的实现成为可能。巴西的Sirius、欧洲的 ESRF-EBS、美国的APS-U等都属于第四代光源。

马纳卡光束线 (MANAC'A Beamline) 是Sirius天狼星第一个投入运行的研究站。它用于研究蛋白质晶体结构。利用 X 射线衍射仪,该光束线可以检测生物分子(如病毒蛋白)的结构细节。这些研究有可能为开发新型冠状病毒特效药物提供借鉴。