英国STFC对自由电子激光器发展战略提出建议

作者: 2017-07-03 16:39 来源:
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      831日,英国科学与技术设施理事会(STFC)发布自由电子激光器(FELs)科学和设施战略评估报告,指导STFC制定未来5年的自由电子激光器发展战略规划[1]。报告强调,STFC要与英国研究理事会(RCUK)共同支持自由电子激光器用户群体的成长,在建造自由电子激光器所必须的基础性技术的刺激性投资与STFC的其他规划之间进行平衡,并与政府合作确保对英国新建大型设施的支持和投资,以便能在2020年决定是否建设英国自己的自由电子激光器设施。

报告指出,从物理学、材料科学和生命科学,到软凝聚态物质的开创性研究,自由电子激光器为扩展人类的知识边界提供了大量机会。因具有短脉冲、高亮度和空间相干性这三个标志性特征,自由电子激光器具有其他设施无法比拟的独特性能,可以解决很多关键科学挑战。更为关键的是,自由电子激光器可以开拓新的科学领域,使英国成为全球科研领导者,并使英国企业在医药、能源安全等重要的战略性领域具有竞争优势。

为满足目前国内的短期需求,英国需加强与欧洲X射线自由电子激光器(XFEL.EU)的合作;为满足未来需求,要探索如何更好地利用其他设施,包括位于美国斯坦福大学的直线加速器相干光源LCLS-II、位于瑞士保罗谢尔研究所的自由电子激光器SwissFEL、日本Spring 8紧凑型自由电子激光器,以及韩国的浦项加速器实验室X射线自由电子激光器PAL-XFELLCLS-II对时间分辨率和角分辨率光电能谱学(trARPES)、共振非弹性散射(RIXS)和非平衡过程表征(如燃烧)等领域非常重要,可提供非常高频的X射线和高重复率脉冲。

报告预计,即使将访问已建成和在建的自由电子激光器设施的机会最大化,10年后英国的国内需求也将超过这些设施所能提供的服务能力。因此,有必要建设英国自己的自由电子激光器设施。在推动科学发展的同时,筑牢英国的工业基础,促进关键技术和技能研发,发展高新技术产业。

STFC认为,理想的英国设施应是硬X射线、具有高重复率的自由电子激光器,但资金是主要问题。折衷方案是建设类似SwissFEL的设施,既可以满足英国国内需求,又可以作为XFEL.EULCLS-II的补充。英国可在哈威尔校园的STFC中央激光设施(CLF)同时部署X射线自由电子激光器,形成先进超快、高能、高功率激光源套件。世界上还没有类似的地区可同时提供光学和X射线激光器,这将使该地成为在极端环境下创造和探测物质的世界一流设施。STFC要确保到2020年,英国可以决定是否建设以及建设何种X射线自由电子激光器设施,但概要设计和原型工作目前就要开展起来。

报告指出,自由电子激光器科学发展迅速,为解决关键科学挑战带来了巨大希望,英国不应袖手旁观。英国目前所处的有力竞争地位得益于对全球设施的利用,未来应对该领域进行投资,并发挥关键作用。

(王海霞)



[1] UK announces latest spectacular stargazing sites free from light pollution. http://www.stfc.ac.uk/news/stargazing-sites-free-from-light-pollution/

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