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同步輻射：引言

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張石麟｜國家同步輻射研究中心

許火順｜國家同步輻射研究中心／專題報導特邀編輯

十年磨一劍–國家同步輻射研究中心耗時10年規劃、興建完成的「臺灣光子源」（Taiwan Photon Source, TPS）終於在2014年最後一天發出耀眼的光芒，今年1月25日舉行落成典禮之後，立即吸引許多國際媒體大幅報導，頂尖期刊《科學》（Science）率先報導了臺灣光子源綻放耀眼光芒。《自然》（Nature）期刊集團發行的《自然光子學》（Nature Photonics）及《物理世界》（Physics World）也相繼報導了臺灣光子源出光的新聞，讓臺灣光子源在2015年聯合國教科文組織發起的「世界光年」活動中，領先發光發熱成為國際注目的焦點。

事實上，臺灣同步輻射研究中心早在二十餘年前就已締造了世界級的重大突破。位於新竹科學園區的「臺灣光源」（Taiwan Light Source）在1994年便已出光，成為亞洲第一座第三代同步輻射，全世界排名第三。「臺灣光源」的籌畫更早在1980年代的戒嚴時期，那時科學園區剛剛成立，臺灣從加工出口區的輕工業開始轉型為半導體產業。在許多重量級科學大師的全力推動下，獲得政府要員大力協助。這段篳路藍縷、艱辛曲折的籌備過程，一路發展至「臺灣光子源」建造，由潘冠宇、李宛萍及簡吟珊為您娓娓道來。

同步輻射正式名稱是「同步加速器輻射」，這裡所謂的輻射是指電磁波，也就是「光」。加速器的發展歷程超過百年，劉毅志及簡源震特別為非加速器物理背景的讀者簡介從最開始的設計原理、發展過程，以至於加速器的種類。

同步輻射在臺灣已發光發熱二十餘年，迄今每年有二千多人超過一萬次前來新竹從事科學研究，獲得許多重要的成果。舉凡物理、化學、生物、材料、醫學，乃至於工程考古與藝術的研究都可應用同步輻射。

恐龍是每個小孩子的最愛，很多人年輕時的夢想是有一天與恐龍作第三類接觸。加拿大羅伯特教授是世界級的恐龍大師，他應用同步輻射中心的同步輻射紅外線影像技術，發掘出恐龍胚胎所保存數千萬年的有機物質，這個發現掀起了恐龍胚胎學的研究熱潮，江正誠、黃佩瑜及李耀昌為您細說這段完整的侏儸紀公園歷險記。

生物體內的蛋白質在催化反應、氧氣與離子輸送、訊息傳導、新陳代謝調節，乃至肌肉與組織結構等方面都扮演重要的角色。對於生命現象與藥物研究，必須先了解特定蛋白質的功能，並且從蛋白質的三級結構或四級結構下手。過去幾十年來，大約每三年就頒發一座諾貝爾獎給相關研究的學者，以獎勵其對生命現象的了解與增進人類的福祉。謝殷程、管泓翔與陳俊榮詳細解說同步輻射蛋白質結晶學的發展。李明道則用抗菌小蛋白如何在細胞膜上打洞為例，說明新一代藥物設計的重要依據。

綠能是未來能源政策唯一可行的方向，無論是生產或使用乾淨可循環的再生能源，都必須仰賴超級電池的開發。鄧名傑、陳錦明介紹目前最前沿的超級電池的發展，以及利用同步輻射開發電池的研究。

同步輻射本身便是一個超級光源，加速器物理的發展促使新一代的光源達到繞射極限，使用這光源的研究涵蓋各種科學領域。本次專題報導挑選了幾個研究題材，簡介同步輻射的應用，希望能夠拋磚引玉，未來有更多年輕人投入與同步輻射相關的研究領域。

資料來源

《科學發展》2015年10月，514期，4 ~ 5頁

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