مرکز سنکروترون تابشی شانگهای، بالاخره هفته گذشته به طور رسمی درهای خود را به روی دانشمندانی که مشتاقانه منتظر آغاز به کار آن بودند گشود. به گفته ژائو ژنتانگ، مدیرعامل این سنکروترون و متخصص فیزیک شتاب‌دهندها، این منبع نور پرانرژی که 1.2 میلیارد رنمینبی (176 میلیون دلار امریکا) برای دولت چین خرج برداشته، بزرگ‌ترین سرمایه‌گذاری دولت چین است که تاکنون روی پروژه‌ای علمی انجام داده است.
در این شتاب‌دهنده، هسته‌های مغناطیسی میدان مغناطیسی قدرتمندی ایجاد می‌کنند که یک پرتوی الکترونی را درون حلقه‌ای به محیط 432 متر با سرعت نزدیک به سرعت نور به گردش در می‌آورد و بدین ترتیب، تابش سنکروترون تولید می‌شود.
هرمان وینک، نحوه کار این سنکروترون را با این مثال تشریح می‌کند: «این حالت مانند گلی است که از یک لاستیک در حال چرخش اتومبیل، پرتاب می‌شود». هرمان وینیک، رئیس افتخاری آزمایشگاه سنکروترون شتابی استنفورد و رئیس گروهی متشکل از 30 دانشمند بین‌المللی و 4 دانشمند چینی است که در هفته گذشته برای افتتاح این سنکروترون و تابش موفقیت‌آمیز 7 پرتو اول این دستگاه دعوت شده بودند.
نور تولیدی این منبع شامل گستره‌ای از پرتوهای ایکس سخت با انرژی بالا (10 کیلوالکترون ولت و بالاتر) تا فرکانس‌های مادون قرمز است. این نور به پرتوهای متعددی تقسیم می‌شود که از حلقه اصلی به بیرون تابیده می‌شوند و در آنجا می‌توان از آنها برای آزمایش‌های طیف‌سنجی و شکست نور در حوزه‌های فیزیک ماده چگال، زیست‌شناسی ساختاری و تصویربرداری پزشکی استفاده کرد.
در سال 1380 / 2001، دولت چین با برنامه‌هایی برای ساخت یک منبع جدید نور سنکروترون مخالفت کرد و این استدلال موافقان آن را که این منبع توان جذب کاربران کافی برای سودآوری دارد، قبول نکرد. ولی ژائو و همکارانش دلسرد نشدند و در سال 1383 / 2004 این طرح را دوباره ارائه کردند؛ اما این بار، امضای دانشمندانی از بیش از 100 دانشگاه و 20 موسسه عضو آکادمی علوم چین را نیز در موافقت با آن ارائه کردند.
از آن زمان تاکنون، این پروژه با شتاب بسیار به جلو رفته است. عملیات ساختمانی در 25 دسامبر سال 2004 / 5 دی 1382 آغاز شد و اولین پرتوی نور سنکروترون در کمتر از 3 سال دیده شد. به عقیده وینیک، «این زمان می‌تواند به عنوان یک رکورد جهانی ثبت شود».پیش‌بینی می‌شود این مرکز در عرض 5 سال به 30 خط نوری در حال کار برسد و ظرفیت ارتقا تا 60 خط را نیز داشته باشد.
بیش از 60 مرکز سنکروترون تابشی در سراسر جهان در حال کار هستند که بخش عمده‌ای از آنها از فناوری‌های مدرن بهره می‌برند؛ و به این ترتیب امکان دسترسی منظم به این دستگاه‌ها برای دانشمندان اکثر کشورهایی که در زمینه این پژوهش‌ها سرمایه‌گذاری کرده‌اند، فراهم شده است.
پیش از شروع به کار مرکز سنکروترون شانگهای، چین دو منبع نور، یکی در پکن و دیگری در هیفی داشت؛ ولی این منابع نسبتا کوچکند و نمی‌توانند پرتوهای ایکس سخت تولید کنند. برای خیلی از دانشمندان چینی که با مشکل پشتیبانی مالی و یا ویزا برای انجام آزمایش‌های خود در سنکروترون‌های دیگر کشورها روبرو هستند، این مرکز فرصتی است تا با آن‌چه سنکروترون‌های مجهز به آخرین فناوری‌های دنیا می‌توانند انجام دهند، آشنا شوند.
ژائو امیدوار است که سرمایه‌گذاری روی مرکز و ابزار مجهز به بهترین فناوری‌های روز دنیا مانند سنکروترون شانگهای، به دانشمندان چینی انگیزه و دلیل بیشتری بدهد تا تحقیقات خود را در کشور چین ادامه دهند و حتی از کشورهایی که به آنجا مهاجرت کرده‌اند، بازگردند. برای مثال، گویوان‌یانگ، یک جراح اعصاب که 20 سال در ایالات متحده روی مکانیزم‌های بیماری‌های عروق مغزی کار می‌کرد، تنها علت بازگشت خود را به چین و ادامه پژوهش‌هایش در این کشور، افتتاح این مرکز سنکروترون اعلام کرده است. او که اکنون در دانشگاه ژیاوتانگ شهر شانگهای به تحقیقاتش ادامه می‌دهد، می‌گوید که برای مثال، این پرتوها او را قادر می‌سازد تا تغییرات آنی عروق خونی کوچک را در اثر اختلال در عملکرد شریانی (یکی از اختلال‌های دستگاه گردش خون) بررسی کند. او می‌گوید: «در گذشته ما مجبور بودیم که برای هر مرحله از بررسی‌ها حیوانی را قربانی تحقیقات کنیم، ولی اکنون می‌توانیم هر روز وضع عروق آنها را بررسی کنیم».
در یک خط نوری دیگر سنکروترون شانگهای که به بررسی ساختارهای نازک جذب‌کننده پرتو ایکس (XAFS) و تحلیل ساختارهای اتمی مایعات اختصاص دارد، یک گروه که توسط گوژونگ وو از انستیتوی فیزیک کاربردی شانگهای هدایت می‌شود، به محتوای یون آهن در یک محلول یونی نگاه می‌کند تا ویژگی‌های کاتالیتیکش را بررسی کند. یویینگ‌هوانگ از این انستیتو که مسئول پرتوی نور این آزمایش است، می‌گوید:«در حال حاضر 60 گروه پژوهشی از سراسر چین درخواست وقت برای انجام آزمایش دارند. ما نیز از دولت خواسته‌ایم یک خط دیگر XAFS احداث کند».
لیلی چن از انستیتوی داروی شانگهای، از یک پرتوی نور برای بررسی ساختارهای پروتئین‌های پیچیده مرتبط با دیابت و دیگر بیماری‌ها استفاده می‌کند. او می‌گوید که هم‌اکنون برای تقریبا هفت‌هزار ساعت کار با آن خط نور در سال 2010 درخواست ارائه شده، یعنی تقریبا دو برابر آن مقداری که برای آن سرمایه‌گذاری شده است. با چنین تقاضایی، وینیک می‌گوید: «در عرض یک سال اینجا به یک باغ‌وحش تبدیل خواهد شد!».
نیچر، 6 می -ترجمه: مجید جویا
نظر شما