2020年3月25日,欧洲基于加速器的光源联盟(LEAPS)发布《欧洲基于加速器光源联盟在欧洲地平线任务中的定位》报告。该报告是高等教育战略和项目共同建设过程的一部分,使研究基础设施和LEAPS能够在未来十年乃至更长的时间里为高等教育和重大社会挑战作出贡献。
报告指出,同步辐射光源、自由电子激光设施与中子源、低温电子显微镜等互补,对解决未来科学和社会挑战至关重要。为更好地支撑“地平线欧洲”框架计划的实施,LEAPS将联合开发先进技术。在设施层面,包括:1)可产生更亮、更硬的X射线插入设备;2)下一代光学系统,以优化X射线束性能,同时保持光源亮度,充分挖掘光束聚焦、亮度、相干性的潜力;3)新的X射线光谱探测器,实现单光子级别的样品检测;4)优化样品处理过程和环境,实现可快速扫描、超精准(亚纳米级)、稳定、可重复的定位和快速交付系统。
在数据方面,LEAPS的研究基础设施将共同面对科研数据大幅增长带来的技术挑战。其中建立与产业的双边合作、开源许可、标准化的开放数据访问策略、联合访问机制、数据分析服务(必要时涉及高性能计算)和数据挖掘方法,都是获取数据、信息和知识的关键要素。在EOSC的战略背景下,PaNOSC和ExPaNDs项目的光子和中子设施将推动不同研究基础设施科研社区之间紧密合作,便于科学界和行业使用。同时还需要通过广泛的教育、培训和拓展服务等方案补充大学教育和培训方案,培养该领域的专业人才,开辟创新机遇。
此外,报告在欧洲层面探讨了LEAPS和其他研究基础设施(如电子显微镜、高能磁场、激光、中子源、离子源等)之间的互补性。例如,在癌症研究中,需要结合多模态、多尺度、更高分辨率的手段分析和理解复杂生命过程,测定关键物质结构,助力药物研发,而电子显微镜和核磁共振可以有效补充X射线大分子晶体学实验。此外,预防癌症还需要了解食品添加剂、纳米颗粒的作用,中子散射、激光光谱、电子显微镜等先进技术手段也都对同步辐射光源形成优势互补。在癌症的治疗中,激光可用于诊断,离子加速器和激光设施也正在联合开发更经济的强子处理设施。