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走进“昆虫对撞机”:探索微观生命的超级设施

一台尖端机器改变了对昆虫的研究,它可能为人类带来更大的突破。

在牛津郡(Oxfordshire)乡村的深处,矗立着一座奇幻般的宏伟圆形建筑,它周身覆盖着太阳能电池板,其独特魅力堪比北威塞克斯丘陵(North Wessex Downs)另一侧的巨石阵。钻石光源同步加速器(Diamond Light Source synchrotron)为科学探索开启了前所未有的疆域。在这个周长达738米的巨环内部,电子束在多组磁体的作用下被加速至接近光速。当它们高速回旋时,会产生比太阳还要亮百亿倍的非凡光芒。一位研究员将这座同步加速器誉为“科学的迪士尼乐园”,这不难理解:其产生的景象,甚至比迪士尼乐园内“魔法王国”(Magic Kingdom)的灰姑娘城堡(Cinderella Castle)上空绽放的烟花更为璀璨,更富启迪。

同步加速器中超高能电子产生的主要是X射线光,这些光线随后像凯瑟琳轮盘上飞溅的火花一样,从环形轨道中被引出。由此产生的35条光束通道,被称为“光束线”,用于在原子尺度上研究各种材料和现象。每一条光束线都像是一项独特的主题公园项目。在其中一条光束线上,研究人员测量了来自2011年日本福岛核事故地区混凝土的辐射污染。在另一条光束线上,科学家们研究如何保存都铎王朝玛丽•罗斯号(Mary Rose)战舰的木材,这艘沉船于1982年被打捞出海底。

去年我参观时,最让我着迷的一条光束线正被用于一个开创性的项目,研究昆虫隐藏的历史。伦敦自然历史博物馆(London’s Natural History Museum)的进化生物学家安贾丽•戈斯瓦米(Anjali Goswami)教授和她在钻石光源的同事克里斯托夫•劳(Christoph Rau)接待了我。他们向我展示了一只蓝色机械臂如何将每个昆虫样本缓缓放到分析平台上。同步加速器强大的X射线能够捕捉到即使是极其微小生物的精细结构。

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