最新消息|李儒新：羲和，中国自己的强激光( 四 ) 李儒新：羲和，中国自己的强

现在在我们的张江科学城就有加速器光源，又有激光光源，实现了从长波长到短波长全面覆盖，从而实现很全面的科学探索，这要归功于我们的加速器。一直以来，我们希望通过激光器缩小加速器的体积，又通过加速器产生品质性能很好的激光，因此我们想要做出一个小体积、高性能的短波长激光器。在去年（本报告演讲时间为2021年9月），我们把它做出来了：基于激光加速器的X射线自由电子激光。

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它通过激光装置加速电子，把加速器小型化了。目前我们让设备的体积小了20倍，还没有实现三个数量级的小型化。这是第一次用了激光加速器的电子去产生激光，验证了它的原理。像所有科学技术发展一样，原理的突破到未来真正的应用还有一个很长的历程。我们想要的不仅仅是尺寸的小型化，还希望其他性能的提高。特别是，要实现更短的伽马射线激光，加速器和激光器缺一不可。基于激光和粒子的相互作用，我们就有希望产生伽马射线激光。

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要产生兆电子伏特的光子也就是伽马射线光子，需要电子束跟激光束相互的作用。基于相同的原理，更低的电子能量（毫电子伏特）也是很热闹的一个研究领域，叫太赫兹。也同样，它的最佳手段也是把两者来进行相互作用。所以，高能量和低能量区域都离不开这两个手段的结合。
清华大学的科学家提出来，这一技术未来可以做一个车载、总长12米的伽马射线激光源（紧凑型准单能伽马源VIGAS）。

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伽马光子的能量比医用的X光子的能量要高上100倍，并且还有很高的通量。
没有加速器和激光的配合，我们无法在这样的体积内把仪器做到这一性能。它可以用来检测我们一些大型的机器内部的缺陷。同时，这一技术引导我们走向第五代光源。

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我们上海光源是第三代光源，北京同步辐射是第一代同步辐射光源，合肥同步光源是第二代，现在北京和合肥正在建设第四代光源。基于激光和电子的相互的作用能够提出一个更完美的解决方案，称为第五代光源。这是大家寄予厚望的一个未来发展的方向。
第五代光源跟现在光源相比有很多优势，比如作为激光，它具有很好的相干性的同时又有非常好的稳定性，因为它可以长期把电子储存在环里面，相当于结合了第四代的光源和自由电子激光的优点。
光源真的很有用
上面提到的是我们新技术能够产生的新的高性能设备，有了这样的设备之后我们就能够实现各种各样的科学目标。自上海光源2009年建成以来，已经有三万多名科学家利用它做出了很多非常重要的科学发现。
最新、最重要的一个例子就是2020年初新冠疫情爆发以后，上海光源得到了全世界第一组COVID-19的结构数据。有了它的蛋白三维结构之后，就可以去进行药物的筛选。研发全新的药物要经历很长的周期，我们可以在已有的药物筛选，将它的分子结构去跟新冠的病毒的主蛋白酶的结构做分析，看看能否找到靶点。
光源给物理学家、化学家、材料科学家、生命科学家、药物学家提供了超级显微镜。光源的建造就是为了向科学目标服务。