英媒稱，研究人員很快就可以使用德國漢堡附近的歐洲自由電子激光裝置（XFEL）觀察運動的分子。
英國《自然》周刊網(wǎng)站8月29日報道，科學(xué)家將有一臺新的高速攝像機制作運動分子的影片。這臺造價12億歐元（約合14億美元）的XFEL將于9月在德國漢堡附近開始首批試驗。
歐洲XFEL幾百飛秒發(fā)射一次強大的X射線，時間非常短，就像閃光燈一樣。它們能夠捕獲抖動分子瞬間靜止的快照，而且波長小到足以提供原子級分辨率的照片。歐洲XFEL是全世界為數(shù)不多的這類X射線激光器中的一臺，但值得夸耀的是它具有獨特的速射功能：每秒可發(fā)射2.7萬個脈沖，是第二名美國SLAC國家加速器實驗室的直線加速器連貫光源（LCLS）的200多倍。LCLS造價4.2億美元，建在加州門洛帕克。漢堡自由電子激光科學(xué)中心的生物化學(xué)家阿爾文·皮爾遜說：“它與地球上的其他任何東西都如此不同，以至于真的感覺像是進(jìn)入了未知的領(lǐng)域。”
在漢堡附近的謝訥費爾德實驗站的項目科學(xué)家阿德里安·曼庫索說，通過歐洲XFEL，僅1秒鐘內(nèi)，科學(xué)家就能獲得超過3000張高質(zhì)量X射線照片，相比之下，其他設(shè)施只能獲得100來張。美國威斯康星大學(xué)-密爾沃基的物理學(xué)家阿巴斯·烏爾瑪茲德說：“有大量數(shù)據(jù)很重要，而歐洲的XFEL將提供海量數(shù)據(jù)。”歐洲的這臺機器——由12個國家出資建造——將減輕美國和日本的幾臺舊機器的壓力，它們被急于獲得樣本原子級照片的科學(xué)家嚴(yán)重超額預(yù)定了。韓國浦項的另一臺XFEL今年6月對用戶開放，而瑞士菲利根的一臺XFEL定于2018年開始實驗。
在歐洲的XFEL，電子束首先沿一條長1.7公里的隧道加速。隨后磁鐵把電子的路徑彎成左右擺動的類似障礙滑雪的路徑，這使電子在彎曲時發(fā)出高能X射線。明亮的X射線脈沖強度非常大，會摧毀擊中的樣本——但在這之前會有足夠多的光子散射開來，揭示樣本的原子結(jié)構(gòu)。
在利用傳統(tǒng)X射線源的結(jié)構(gòu)測定實驗中，分子必須要被壓成晶體才能散射足夠多的光子來推斷它們的結(jié)構(gòu)。但XFEL發(fā)射的X射線非常亮，以至于研究人員可以從只有幾納米大小的晶體、甚至可以從非晶態(tài)分子團獲得衍射圖譜。這意味著XFEL能夠研究難以晶化的蛋白質(zhì)。研究人員還可以通過拍攝同一系統(tǒng)在不同時間點的不同快照來制作酶、病毒和催化劑在運動中的影片。
英國《自然》周刊網(wǎng)站8月29日報道，科學(xué)家將有一臺新的高速攝像機制作運動分子的影片。這臺造價12億歐元（約合14億美元）的XFEL將于9月在德國漢堡附近開始首批試驗。
歐洲XFEL幾百飛秒發(fā)射一次強大的X射線，時間非常短，就像閃光燈一樣。它們能夠捕獲抖動分子瞬間靜止的快照，而且波長小到足以提供原子級分辨率的照片。歐洲XFEL是全世界為數(shù)不多的這類X射線激光器中的一臺，但值得夸耀的是它具有獨特的速射功能：每秒可發(fā)射2.7萬個脈沖，是第二名美國SLAC國家加速器實驗室的直線加速器連貫光源（LCLS）的200多倍。LCLS造價4.2億美元，建在加州門洛帕克。漢堡自由電子激光科學(xué)中心的生物化學(xué)家阿爾文·皮爾遜說：“它與地球上的其他任何東西都如此不同，以至于真的感覺像是進(jìn)入了未知的領(lǐng)域。”
在漢堡附近的謝訥費爾德實驗站的項目科學(xué)家阿德里安·曼庫索說，通過歐洲XFEL，僅1秒鐘內(nèi)，科學(xué)家就能獲得超過3000張高質(zhì)量X射線照片，相比之下，其他設(shè)施只能獲得100來張。美國威斯康星大學(xué)-密爾沃基的物理學(xué)家阿巴斯·烏爾瑪茲德說：“有大量數(shù)據(jù)很重要，而歐洲的XFEL將提供海量數(shù)據(jù)。”歐洲的這臺機器——由12個國家出資建造——將減輕美國和日本的幾臺舊機器的壓力，它們被急于獲得樣本原子級照片的科學(xué)家嚴(yán)重超額預(yù)定了。韓國浦項的另一臺XFEL今年6月對用戶開放，而瑞士菲利根的一臺XFEL定于2018年開始實驗。
在歐洲的XFEL，電子束首先沿一條長1.7公里的隧道加速。隨后磁鐵把電子的路徑彎成左右擺動的類似障礙滑雪的路徑，這使電子在彎曲時發(fā)出高能X射線。明亮的X射線脈沖強度非常大，會摧毀擊中的樣本——但在這之前會有足夠多的光子散射開來，揭示樣本的原子結(jié)構(gòu)。
在利用傳統(tǒng)X射線源的結(jié)構(gòu)測定實驗中，分子必須要被壓成晶體才能散射足夠多的光子來推斷它們的結(jié)構(gòu)。但XFEL發(fā)射的X射線非常亮，以至于研究人員可以從只有幾納米大小的晶體、甚至可以從非晶態(tài)分子團獲得衍射圖譜。這意味著XFEL能夠研究難以晶化的蛋白質(zhì)。研究人員還可以通過拍攝同一系統(tǒng)在不同時間點的不同快照來制作酶、病毒和催化劑在運動中的影片。
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