Kína megnyitja az atomok világát: elindul a világ egyik legerősebb röntgenfényforrása

Kína egy újabb lépést tett a tudományos innováció terén: hamarosan beindítják a High Energy Photon Source (HEPS) nevű, következő generációs röntgenfényforrást, amely a világ egyik legerősebb szinkrotronja lesz. Ez a technológiai csoda képes lesz felfedni az anyagok és biológiai szerkezetek legapróbb részleteit, új távlatokat nyitva az anyagtudomány és a szerkezetbiológia számára.

Mi is az a HEPS?

A HEPS egy olyan negyedik generációs szinkrotron, amely körpályára gyorsítja az elektronokat, majd ezek kanyarodás közben rövid hullámhosszú, úgynevezett “kemény” röntgensugarakat bocsátanak ki. Ezek a lézerszerű röntgensugarak rendkívül pontos képalkotásra alkalmasak, így képesek megmutatni a fehérjék és anyagok atomi szintű szerkezetét.

A Peking közelében található létesítmény az intenzív röntgensugarakat kezdetben 14 sugárnyalábra osztja, amelyek segítségével a tudósok nanométeres méretarányban és nanomásodperces időkeretek között tanulmányozhatják az anyagok és kémiai reakciók viselkedését.

Tudományos áttörések kapujában

A HEPS hatalmas lehetőségeket kínál különösen a szerkezetbiológia területén. A kutatók például képesek lesznek teljes sejtek, vírusok és sejtes gépezetek, például a fehérjéket előállító riboszómák képalkotására, mindezt természetes környezetükben, elképesztő felbontással.

Dong Yuhui, a HEPS üzemeltető Kínai Tudományos Akadémia Nagyenergiájú Fizikai Intézetének igazgatóhelyettese szerint az egyik legnagyobb kihívás a kísérletek által generált “hatalmas adatmennyiség” kezelése lesz.

Globális verseny a fényforrások között

A HEPS nem csupán Ázsia, de a világ szinkrotron közösségében is kiemelkedő helyet foglal el. A létesítmény minősége és kapacitása vetekszik az Egyesült Államokban található Advanced Photon Source (APS) szinkrotronnal, amelyet nemrég frissítettek. Az APS és a HEPS közötti verseny motivációt ad a tudományos közösségeknek világszerte, és ösztönzi a további fejlesztéseket.

Japán sem marad le: a SPring-8 nevű létesítményük frissítése 2029-re fejeződik be, amely még erősebbé teszi azt, mint a jelenlegi szinkrotronok bármelyikét.

Mit hoz a jövő?

A HEPS már most kiemelkedő létesítmény, de a tervek szerint az elkövetkező öt évben további 30-32 sugárnyalábbal bővítik a kapacitását. Ez a beruházás nemcsak a tudományos kutatásokhoz nyújt majd egyedülálló eszközt, hanem erősíti Kína pozícióját a globális tudományos közösségben.

Ahogyan Mingda Li, a Massachusetts Institute of Technology kutatója fogalmazott:
„Olyan ez, mint egy hatalmas új távcső, amely lehetővé teszi, hogy olyan dolgokat lássunk, amelyeket korábban nem tudtunk megfigyelni. Ez egy nagyon izgalmas időszak a szinkrotron közösség számára.”

A HEPS beindulása nem csupán technológiai mérföldkő, hanem új ablakot nyit az anyagok és biológiai rendszerek megértéséhez. Ahogy egyre mélyebbre pillantunk az atomok világába, úgy válik egyre világosabbá, hogy az ilyen létesítmények a jövő tudományának motorjai lesznek.