我们需要一个环境来观测物质的不同特征和特性。举一个最通俗的例子,水是我们每个人每天都要遇到的一种物质。在高温环境中我们能看到水变成蒸汽,此时水就以气态形式存在;常温下,水以液态形式存在;零度以下,水会以冰即固态形式存在。我们可以看到随着环境温度的变化,水的呈现不同的形态。实际上,如果我们改变气压条件,水会呈现更加复杂的形态。
同理,我们在强磁场条件,也会观察到水的另外形态,这些丰富多彩的形态,才真正完整构成了水的“全形态图谱”。我们观测到的形态越全面,我们对于水的本质特点就掌握的越透彻,也能更好地利用水。
从另外一个思路看,我们可以设置不同的条件,来呈现我们希望得到的水的特定形态,这在科学上就称为调控。实际科学研究对象丰富且复杂,强磁场和低温集成的环境,是极为有力的调控手段,因而受到了高度重视。
自由电子激光相当于焦距连续可调的聚光灯和摄像机的组合。根据需要,选择恰当的焦距组合,就能观察到我们所想看到的非常隐蔽微小的细节或者抓住转瞬即逝的点滴。比如一个水珠从天而降落到桌面,撞击桌面,我们可以仔细地以百万分之一秒每帧的方式来观测,就会从极为平常的水滴下落过程中,进一步发现水的特殊形态和动力学规律。
现在“强光磁试验装置”既提供了环境,又提供了观察工具,并且把它们高度集成在一起,必然能够发现很多未知,这个过程虽然涉及到深奥的科学道理,但也会十分有趣。