Μέχρι τα τέλη Δεκεμβρίου, οι επιστήμονες στην Κίνα αναμένουν το φως από την πρώτη πηγή ακτινοβολίας συγχρότρου υψηλής ενέργειας στη χώρα (High Energy Photon Source, HEPS) που βρίσκεται 50 χλμ μακριά από το Πεκίνο, να αρχίσει να ρέει πειραματικά σε δέσμες.
Στη HEPS ηλεκτρόνια σε υψηλές ενέργειες μπαίνουν σε μια κυκλική τροχιά μήκους 1,36 χλμ , έτσι ώστε να εκπέμπουν ακτινοβολία—κυρίως «σκληρές» ακτίνες Χ μικρού μήκους κύματος. Οι έντονες ακτίνες Χ που μοιάζουν με λέιζερ θα μεταφέρονται σε 14 beamlines που θα χρησιμοποιήσουν οι επιστήμονες για να απεικονίσουν υλικά και βιολογικές δομές από ατομική κλίμακα έως κλίμακα νανομέτρων και να τραβήξουν στιγμιότυπα χημικών αντιδράσεων σε χρόνους νανοδευτερόλεπτου. Εκτιμάται πως η χρονική ανάλυση θα είναι 10.000 φορές
καλύτερη από αυτή που επιτυγχάνεται από τα σύγχροτρα τρίτης γενιάς.
«Είναι σαν να αποκτάς ένα μεγάλο νέο τηλεσκόπιο. Μπορείς να δεις πράγματα που δεν ήταν παρατηρήσιμα πριν», λέει στο Science ο Mingda Li, ο οποίος μελετά τις κβαντικές ιδιότητες των υλικών στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης και προεδρεύει της εκτελεστικής επιτροπής των χρηστών για το Advanced Photon Source (APS), ένα σύγχροτρο του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne.
Στην δομική βιολογία, για παράδειγμα, η HEPS θα επιτρέψει στους επιστήμονες, εκτός από την απεικόνιση ολόκληρων κυττάρων και ιών, να μελετήσουν κυτταρικές μηχανές, όπως το ριβόσωμα που συναρμολογεί πρωτεΐνες. «Θα μπορούμε να δούμε τις πρωτεϊνικές μηχανές στο φυσικό τους περιβάλλον και σε υψηλή ανάλυση», προσθέτει στο Science ο Dong Yuhui, αναπληρωτής διευθυντής του Ινστιτούτου Φυσικής Υψηλής Ενέργειας (IHEP) της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, που θα λειτουργεί το HEPS. Η μεγάλη πρόκληση, λέει ο Dong, θα είναι η διαχείριση «των τεράστιων δεδομένων» που παράγουν τέτοιου είδους πειράματα.
Το IHEP πρότεινε για πρώτη φορά τη HEPS το 2008 και 10 χρόνια αργότερα άρχισε να κατασκευάζεται το συγκρότημα κόστους $ 657 εκατομμυρίων. Η ομάδα του IHEP περιμένει τώρα την τελική επιθεώρηση και την άδεια λειτουργίας από τον χρηματοδότη της HEPS, την Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρυθμίσεων της Κίνας. Μετά το πρώτο φως για τη λειτουργία της εγκατάστασης που θα δοθεί σε μια χούφτα επιστημόνων της χώρας στα τέλη Δεκεμβρίου, η επιτροπή χρηστών της HEPS θα προσκαλέσει για πειράματα και την ευρύτερη ερευνητική κοινότητα.
Η HEPS είναι το πρώτο σύγχροτρον τέταρτης γενιάς στην Ασία. Το επόμενο μπορεί να είναι το SPring-8 synchrotron, μια εγκατάσταση που η Ιαπωνία θα αρχίσει να αναβαθμίζει το επόμενο έτος, με σχέδια να το μετατρέψει σε SPring-8-II έως το 2029. Ο στόχος είναι να αυξηθεί η φωτεινότητα του SPring-8 περισσότερες από 100 φορές, κάνοντάς το πιο ισχυρό σύγχροτρο στον κόσμο. Η HEPS, εν τω μεταξύ, σχεδιάζει να προσθέσει άλλες 30-32 περισσότερες γραμμές δέσμης μέσα στα επόμενα 5 χρόνια, λέει ο Dong.
