據中國之聲《新聞縱橫》報道(dào)，近些(xiē)年，霧霾一直是困擾我國大(dà)部分地區(qū)的難題。很(hěn)多(duō)人(rén)都在追問霧霾到底是怎麽形成的。如今，這個(gè)問題就可(kě)以通(tōng)過我國又一重大(dà)科技(jì)突破——“大(dà)連光源”解決。

近日，世界上(shàng)最亮的極紫外光源、由我國自行(xíng)研制(zhì)的總長100米的自由電(diàn)子激光裝置——“大(dà)連光源”發出了世界上(shàng)最強的極紫外自由電(diàn)子激光脈沖，它就像一台高(gāo)速攝像機，給這大(dà)千世界拍攝“慢動作(zuò)”電(diàn)影(yǐng)。那(nà)麽，它到底是怎麽觀測到霧霾的形成過程的呢？又會(huì)給我們的生(shēng)活帶來(lái)什麽改變呢？

臭氧層空(kōng)洞的形成涉及到大(dà)氣上(shàng)層臭氧分子的淬滅機制(zhì)，霧霾的形成涉及到污染物分子聚集過程，這些(xiē)現象本質上(shàng)都是原子和(hé)分子過程，但(dàn)是，要控制(zhì)或利用這些(xiē)物理(lǐ)和(hé)化學過程，我們就需要在實驗室裏研究這些(xiē)過程所涉及到的原子和(hé)分子的反應機制(zhì)，因此就需要精确并且高(gāo)靈敏度地探測所涉及到原子和(hé)分子。極紫外波段自由電(diàn)子激光，就是科學家(jiā)探索物質世界奧秘的最得(de)心應手的武器(qì)。

大(dà)連化學物理(lǐ)研究所副所長、中國科學院院士楊學明(míng)介紹，如果用這種光源，我們可(kě)以更好地來(lái)研究很(hěn)多(duō)過程，包括分子聚集的過程，大(dà)氣裏霧霾産生(shēng)的過程實際上(shàng)就是一個(gè)分子聚集的過程。

在科學研究、先進技(jì)術(shù)、國防科技(jì)發展中，自由電(diàn)子激光都有(yǒu)着重要的應用前景，在前沿科學研究中也發揮着越來(lái)越重要的作(zuò)用，特别是近十年來(lái)，自由電(diàn)子激光技(jì)術(shù)的發展和(hé)突破為(wèi)探索未知物質世界、發現新科學規律、實現技(jì)術(shù)變革提供了前所未有(yǒu)的研究工具。

楊學明(míng)舉例說，“比如說，在我們所裏我們做(zuò)很(hěn)多(duō)催化的過程研究，我們可(kě)以利用這個(gè)光源來(lái)探索催化過程，可(kě)以更清楚地了解這些(xiē)催化過程裏産生(shēng)了哪些(xiē)中間(jiān)過程，這個(gè)過程到底是怎麽樣發生(shēng)的。這樣有(yǒu)助于我們未來(lái)設計(jì)更好的催化劑。

“大(dà)連光源”是我國第一台大(dà)型自由電(diàn)子激光科學研究用戶裝置，是當今世界上(shàng)唯一運行(xíng)在極紫外波段的自由電(diàn)子激光裝置，也是世界上(shàng)最亮的極紫外光源。它身懷兩大(dà)絕技(jì)，一是亮，二是發出亮光的時(shí)間(jiān)短(duǎn)。楊學明(míng)表示，這正是它能夠發揮作(zuò)用的關鍵，“一個(gè)光源亮的話(huà)，可(kě)以讓我們對很(hěn)多(duō)物質世界包括微觀世界看得(de)更清楚，亮光時(shí)間(jiān)短(duǎn)可(kě)以看很(hěn)多(duō)非常快的過程，包括很(hěn)多(duō)飛秒(miǎo)皮秒(miǎo)的過程，比如說像白熾燈、手電(diàn)筒，我們看不到時(shí)間(jiān)的變化，光的亮度跟時(shí)間(jiān)的超短(duǎn)，對我們這個(gè)裝置來(lái)說是非常之重要的，對未來(lái)科學研究來(lái)講也是非常重要的。”

我們常說“一眨眼的功夫”，如果把眨一下眼的時(shí)間(jiān)定義為(wèi)一秒(miǎo)的話(huà)，那(nà)麽1飛秒(miǎo)隻有(yǒu)1秒(miǎo)的一千萬億分之一，而1皮秒(miǎo)隻有(yǒu)一萬億分之一秒(miǎo)。楊學明(míng)解釋說，這個(gè)裝置發出的光源，就相當于照相機裏一個(gè)很(hěn)快的快門(mén)，通(tōng)過連續的拍攝，來(lái)呈現這個(gè)超快的物理(lǐ)過程和(hé)化學反應的動态過程。“我們這個(gè)世界實質上(shàng)是一個(gè)動态的世界，無論是化學反應也好，物理(lǐ)過程也好，很(hěn)多(duō)都是在動态變化的，所以我們在理(lǐ)解這個(gè)世界時(shí)，我們不能隻看照片，我們要理(lǐ)解這個(gè)動态的過程，而且要看得(de)越清楚，越好，需要很(hěn)亮的光源，很(hěn)短(duǎn)的脈沖光源，來(lái)看這些(xiē)物理(lǐ)化學生(shēng)物大(dà)氣一些(xiē)過程。”

對此，中國科學院上(shàng)海應用物理(lǐ)研究所所長趙振堂進一步解釋說，“形象的說，它可(kě)以使我們的科學家(jiā)給分子運動拍電(diàn)影(yǐng)，這樣科學家(jiā)就可(kě)以掌握整個(gè)物質內(nèi)部結構規律，一定能夠把整個(gè)過程給反映出來(lái)，否則慢了話(huà)隻能看到一開(kāi)頭和(hé)一個(gè)結束階段，你(nǐ)就不知道(dào)中間(jiān)到底發生(shēng)了什麽，要想應用好的話(huà)必須要知道(dào)中間(jiān)是怎麽變化過來(lái)的。”

據了解，“大(dà)連光源”投入使用後，将面向全世界的科學家(jiā)開(kāi)放，共同探索物質世界的奧秘。趙振堂指出，我國率先建成這一先進光源意義非凡，“掌握規律之後可(kě)以為(wèi)今後科技(jì)的發展提供更多(duō)的方式和(hé)辦法。這也就是在科技(jì)前沿取得(de)突破的一個(gè)重要基礎。因而也就成為(wèi)了各國科技(jì)競争要搶占的山(shān)頭。”

中國科學院副院長王恩哥(gē)表示，極紫外電(diàn)子激光裝置也就是“大(dà)連光源”的建設，是中國科學院乃至我國的又一項具有(yǒu)極高(gāo)顯示度的重大(dà)科技(jì)成果，裝置中90%的設備均由我國研發，标志(zhì)着我國在這一領域占據了世界領先地位，為(wèi)我國未來(lái)發展更新一代的高(gāo)重複頻率極紫外自由電(diàn)子激光打下了堅實的基礎。“大(dà)連光源”的建成出光，成為(wèi)我國大(dà)科學工程的又一成功範例，也必将大(dà)大(dà)促進我國在能源、化學、物理(lǐ)、生(shēng)物、材料、大(dà)氣霧霾、光刻等多(duō)個(gè)重要領域研究水(shuǐ)平的提升，為(wèi)我國的科技(jì)事業注入新的活力。