上週，我們前往紐約長島，參觀了世界上最先進的粒子加速器之一。此行的目的是：參加它的正式啟用儀式。我們的目標是：看看它未來可能會為我們的日常生活帶來哪些技術進步。
在容納國家同步輻射光源第二期（NSLS-II，即加速器）的倉庫式建築內，政要們登台亮相。能源部長歐內斯特·莫尼茲、紐約州參議員查克·舒默和紐約州眾議員李·澤爾丁分別發表講話，為該設施揭幕，科學家、技術人員和其他貴賓在旁觀看。
「這是下一個重大事件的開始，」布魯克海文國家實驗室 (BNL) 主任杜恩吉布斯對人群說道。
在這種情況下，「龐大」一詞都顯得不夠貼切。 NSLS-II 內部裝有 843 個巨型磁鐵，排列成一個週長半英里的圓形。每個磁鐵的定位精度都達到了 30 微米，比一張薄鋁箔還要薄。它們共同作用，將接近光速運動的電子束彎曲成圓形光束。光束彎曲處會產生 X 射線——NSLS-II 產生的 X 射線強度是牙科或醫療診所常用 X 射線的 1000 萬倍；即使與街對面的第一代國家同步輻射光源（現已關閉）相比，這台新機器產生的 X 射線亮度也高出 1 萬倍。
這種高能量X射線的用途幾乎無窮無盡。當X射線（以及紅外線和紫外線）從主環束流出時，科學家會帶著儀器等待它們，以便觀察科學樣品並進行實驗。例如，一條光束線可能用於研究太陽能板的奈米材料，另一條光束線則可能用於研究生物蛋白質的結構。
NSLS-II 目前已有七條光束線投入運行，但仍有空間容納多達 60 個光束線研討會。同意公開研究成果可以讓你獲得免費的「光束時間」（即所謂的「光束使用時間」），但像 IBM、GE 和 GM 這樣的公司願意支付每小時約 400 美元，希望為其發現申請專利。最終，每年可能有多達 4000 名科學家使用該設施——人們對它寄予厚望。以下列舉一些 NSLS-II 可能為你的未來帶來改變的領域。
更好的電池
過去，電池研究人員只能不斷改進現有設計，直到獲得更有效率的電池。 「我們只能說，嗯，這個電池效果更好，但我們不知道原因，」布魯克海文國家實驗室（BNL）綜合儲能中心主任埃絲特·竹內（Esther Takeuchi）說道。為了了解電池內部的運作機制，研究人員基本上只能破壞電池。而在NSLS-II，研究人員可以觀察電池原型在充放電循環中的運作情況，從而精確地了解其內部運作原理。研究人員希望，透過觀察電池等材料在運作過程中的狀態（學術術語為「工作狀態」），最終能夠實現我們夢寐以求的目標：一款永不沒電的手機！ （好吧，也許這只是我個人的願望。）更有可能的是，NSLS-II將研發出最適合儲存風能和太陽能發電廠所產生電力的電池技術，從而使這些能源更加穩定，更適用於電網。
更多精彩材料
說到電網：研究人員計劃利用NSLS-II的另一個用途是研究奈米材料，包括那些可能改善能源分配和發電的材料。 「奈米材料」順便一提，它基本上涵蓋了所有尺寸在十億分之一公尺以內的物質。在原子尺度附近進行工程設計，有望使科學家開發出比現有任何電線導電性能都更佳、能夠阻擋高速子彈、具有自我修復能力，甚至可能幫助我們在黑暗中視物的材料。借助NSLS-II強大的光源，研究人員可以極其近距離地觀察這些材料，並在奈米尺度上進行調整。
更聰明的醫療
布魯克海文國家實驗室（BNL）的第一個光源最初是為化學家、物理學家和工程師建造的，用於研究人造材料、岩石，以及探索微觀尺度的物理世界。但事實證明，該實驗室第一台光源每年進行的研究中，約有40%與生物學相關。這些研究人員大多湧向國家超導雷射光源（NSLS），致力於破解蛋白質結構——因為人們認為，某些藥物的作用機制是與體內蛋白質結合，所以了解蛋白質的確切組成有助於研發更有效的藥物。這類研究將在NSLS-II持續進行，製藥公司和醫學研究人員將攜手開發新一代藥物。
點擊這裡查看 NSLS-II 開幕當天的圖片庫之旅。
