文章2018年，FRIB成功完成光束仪测试。束流仪器确保 FRIB 的重离子束——世界上功率最高的重离子束——不会损坏直线加速器。 (照片由密歇根州立大学提供。)

密歇根州东兰辛(FOX 2) ——有史以来为研究核物理和同位素的实际应用而设计的最强大的机器即将在密歇根开放。

随着定于 5 月 2 日举行的剪彩仪式，稀有同位素束设施将在密歇根州立大学校园的东兰辛正式开业。这是大约 14 年规划和开发以及 7.65 亿美元投资的结晶。

大学官员将其简称为 FRIB，这一突破性的新设施将使科学家能够发现地球上通常不存在的原子大小粒子的特性。希望找到同位素在核物理领域的实际应用，以用于医学、国土安全和工业。

它的技术完成于 2022 年 1 月，MSU 表示这在预算之内并提前完成。

在美国能源部的指导下，实验计划于 5 月 9 日开始，该部为该项目提供了高达 6.355 亿美元的大部分资金。该州贡献了近 9500 万美元，密歇根州立大学带来了 3500 万美元。

“FRIB 将拥有世界上最强大的重离子加速器，使研究人员能够获得 1000 多种新的稀有同位素，其中许多是地球上从未生产过的，”密歇根州立大学校长塞缪尔·斯坦利 (Samuel Stanley) 在给学生的电子邮件中写道。“在这里，科学家们将研究原子核的构成以及宇宙是如何形成的，并将推动医学、核安全、环境科学等领域的创新。”

FRIB 在 MSU 的安装是该校的最新成果，该校在核物理研究的大学排名中一直名列前茅。

2020 年 5 月 21 日西北方向的稀有同位素束设施视图。 (照片由密歇根州立大学提供。)

但科学家们希望在该设施中进行的潜在发现超出了在学校或美国周围进行的任何发现。在建造 FRIB 之前，科学家们希望研究的过程被认为只在恒星内部展开。

“FRIB 是一台发现机器，”有关该设施的视频解说员写道。“这将使研究人员能够研究是什么将我们构成的原子核结合在一起，以及这些元素是如何产生的。”

不用说，在该设施进行的科学将处于核物理研究的前沿。要了解将要开展的工作，需要参加核物理速成课程。

为了了解构成宇宙的最小粒子，科学家们将使用大型加速器来制造稀有同位素——这是自然界中通常不存在的元素形式。为此，科学家将通过电子气体移动一组稳定的原子，这将改变它们的组成，从而产生带正电的离子。

然后离子被引导进入加速器，在那里它们的速度将达到光速的一半。他们最终撞上了一个目标。碰撞将导致离子获得或失去中子或质子，使它们更加不稳定。

这些新同位素可能只存在几分之一秒。

2019 年 3 月 31 日，FRIB 仅依靠远程监控，成功在其电荷剥离器中循环液态锂超过 7 天。在这张照片中，从腔室观察口可以看到熔化的液态锂 (照片由密歇根州立大学提供。)

但正是在这些微小的时间段内，磁铁会过滤掉不需要的元素，而只留下所需的稀有同位素。FRIB 的独特能力为科学家们在分离同位素方面提供了很大的灵活性，从而可以进行各种实验。

这是最后一种能力，它将使来自任何地方的研究人员有机会从原子水平进一步了解宇宙。

研究机会可能意味着帮助销毁核废料或更快地诊断疾病。