长岛的粒子加速器将为我们带来 3 种科技未来

上周，我们前往纽约长岛参观世界上最先进的粒子加速器之一。活动：正式启用。任务：看看它能将哪些技术进步很快带入我们的日常生活。

在这座仓库式建筑内，国家同步加速器 II (NSLS-II) 的加速器被称作“国家同步加速器 II”，政界人士纷纷登上舞台。美国能源部长欧内斯特·莫尼兹、纽约州参议员查克·舒默和纽约州众议员李·泽尔丁分别发表讲话，为该设施揭幕，科学家、技术人员和其他政要纷纷到场观看。

布鲁克海文国家实验室（BNL）主任杜恩吉布斯告诉人群：“这是下一件大事的开始。”

在这种情况下，“大”是一种轻描淡写。NSLS-II 装有 843 块巨型磁铁，排列成一个周长为半英里的圆圈。每块磁铁的放置精度为 30 微米，比一片薄铝箔还要薄，它们一起将以接近光速行进的电子弯曲成圆形光束。光束弯曲的地方，X 射线会泄漏出来——NSLS-II 使 X 射线比牙科或医疗办公室里的 X 射线强 1000 万倍；即使与位于街对面（现已关闭）的第一个国家同步加速器光源相比，这台新机器的 X 射线也要亮 10,000 倍。

如此强大的 X 射线用途几乎数不胜数。当 X 射线（连同红外线和紫外线）从主环中释放出来时，科学家们就用仪器等待它们，观察科学样本并进行实验。一条光束线可能研究太阳能电池板的纳米材料，另一条光束线可能研究生物蛋白质的结构。

目前，NSLS-II 已投入运行 7 条光束线，但最多可容纳 60 个光束线研讨会。同意向公众发布您的研究成果可以让您获得所谓的免费“光束时间”，但 IBM、GE 和 GM 等公司愿意支付每小时约 400 美元的费用，希望为他们的发现申请专利。最终，每年将有多达 4,000 名科学家使用该设施——而且人们对此寄予厚望。以下是 NSLS-II 未来可能为您带来的一部分事物。

更好的电池

过去，电池研究人员一直在改进现有设计，直到他们找到更高效的电池。“我们说，那个电池效果更好，但我们不知道为什么，”BNL 综合能源存储中心主任 Esther Takeuchi 说。基本上必须将电池破坏才能看到内部发生的情况。在 NSLS-II，研究人员可以观察电池原型的充电周期，并确切了解正在发生的事情。希望通过观察电池等材料的运行情况（学术术语，表示“工作时”），研究人员最终可以实现我们一直在等待的东西：永不报废的手机！（好吧，也许这只是我的愿望清单。）更有可能的是，我们将看到 NSLS-II 中出现的电池技术最适合储存风能和太阳能发电场产生的电力，使这些电源更加稳定，对电网更有用。

更多令人惊奇的材料

说到电网：研究人员计划使用 NSLS-II 的另一种方式是研究纳米材料，包括那些可能改善能源分配和发电的材料。顺便说一句，“纳米材料”基本上涵盖了十亿分之一米尺度上的所有东西。原子级工程可以让科学家开发出比目前使用的任何电线都导电性更好的材料，可以阻止子弹飞驰，自我修复，甚至可能帮助我们在黑暗中看清东西。借助 NSLS-II 发出的强光，研究人员可以非常仔细地观察这些材料，并在纳米尺度上进行调整。

更智能的医疗

BNL 的第一个光源主要为化学家、物理学家和工程师建造，用于检查人造材料、岩石，以及探索微观尺度上的物理世界。但事实证明，实验室第一个光源每年进行的研究中约有 40% 涉及生物学。大多数研究人员涌向 NSLS 来解码蛋白质的结构——因为一些药物通过与体内的蛋白质结合起作用，人们认为，了解它们的确切组成可以开发更有效的药物。这类工作将在 NSLS-II 继续进行，制药公司和医学研究人员将致力于开发新一代药物。

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