Yu Jen Chen
2024年11月7日
德國🇩🇪DESY開箱!!!我在德國同步輻射中心實驗經歷無私公開
Guten Tag~ Moin~ Ich bin Owen! 很久沒有在OfferLand分享我的作品了，這次想要分享我在碩士論文期間，在德國同步輻射中心DESY的實驗經驗。對於國外研究機構有興趣的朋友，歡迎繼續閱讀這篇文章喔!
相信大家都會好奇在國外的研究生涯，能有什麼新體驗。這段期間幸運在指導教授的幫忙下，我可以進入2間歐洲頂尖同步輻射中心進行短期實驗，讓自己打開眼界之餘，也充實履歷及科研經驗。
這篇文章想跟大家分享，關於我在德國漢堡的德國同步輻射中心的實驗回憶。如此高規格、高經費且嚴格把關的實驗殿堂，到底有什麼一般人不了解的視角呢?就讓我來跟大家說明吧!
詳細的圖文敘述，可以點開我在Medium的文章，在此附上我的文章連結
德國🇩🇪DESY開箱!!!我在德國同步輻射中心(Deutsches Elektronen-Synchrotron)實驗經歷無私公開
前往DESY前的事前手續
如果要到同步輻射中心做實驗，通常需要在半年到一年前研究機構規定的時間內，將實驗計畫書(Proposal)繳交，在經過審查與跟實驗站確認時間表空檔之後，就可以進行後續，例如實驗安全守則測驗、研究中心的短暫住宿申請等。
總之，這個段落絕大部分的事務，都是我的教授幫忙處理，並且由於MaMaSELF的贊助，讓這趟旅程除了吃飯的餐費外，從交通到住宿都是由我的學程一手包辦，我只需要通過測驗並且準時出席、按表操課即可。只能說，當學生終究是幸福的。
關於DESY的簡介與小知識
DESY（Deutsches Elektronen-Synchrotron）是世界著名的研究中心，位於德國漢堡(Hamburg)和澤伊滕(Zeuthen)。它專門研究粒子物理學、加速器技術和光子科學。 DESY 成立於 1959 年，是利用同步加速器輻射、自由電子雷射和粒子加速器進行高能物理、材料科學和生命科學等領域基礎研究的領導者。它是許多國際合作的一部分，包括涉及 CERN 的合作，並提供 PETRA III 和歐洲 XFEL 等尖端基礎設施，從而實現突破性的發現。
以下簡單介紹幾個DESY底下的研究機構:
PETRA III：世界上最強大的同步加速器輻射源之一，用於材料科學、生物學、化學和物理學的研究。
FLASH：一種用於軟 X 射線和極紫外光的自由電子雷射設備，可實現材料和生物樣品的超快科學和成像。
歐洲 XFEL（歐洲 X 射線自由電子雷射）：此國際設施可產生高強度的 X 射線，可即時製作化學反應、生物分子過程和其他現象的原子級「電影」。
HERA (Hadron-Elektron-Ringanlage)：HERA 以前是 DESY 的重要粒子加速器，用於深度非彈性散射實驗，但於 2007 年退役。
DESY 測試光束設施：提供用於測試粒子偵測器、組件和加速器技術的光束線。
而這次實驗，我主要的工作站與研究中心，都是在PETRA III執行的。
在DESY實驗前的手續與住宿事宜
從慕尼黑火車站搭乘ICE長途跋涉約7小時多後，我們一行人終於到達Hamburg-Altona。即使因為早起以及長途火車，讓我們已經筋疲力盡，然而，在簡單吃完午餐之後，我們仍需要搭乘約40分鐘的公車，才能抵達DESY。
到了DESY，第一件事就是跟警衛室辦理Check-In並且拿到住宿鑰匙與實驗站的開門卡片。有趣的是，卡片上的照片如果是短期訪客，就會是警衛現場拿起拍立得拍照，再將照片現場掃描並成為卡片上的大頭照。不得不說，這種「傳統做法」，真是典型德國風格。
談到住宿，不得不說有規模與國際知名度的研究機構，提供的單人住宿還是很大方的。當然，不能期待德國人的設計美感，住宿長得有點像是青年旅館也無可厚非，不過，有自己的獨立衛浴與單人床，並且廚房的設備齊全，有個人的冰箱儲存格以及個人餐具。以第一次進入大型研究機構做實驗的我而言，的確讓我大開眼界且無比珍惜。
PETRA III的實驗回憶
至於正式進到實驗站後，我的濾鏡就關掉得相當徹底。
我的實驗是在PETRA III P03實驗站做實驗，因為我的材料是生物材料，為期約一個禮拜的實驗都和conodont denticles、mesocrystal脫離不了關係。因此，這個實驗站的射線能量，以及適合使用SAXS/WAXS/USAXS/GISAXS/GIWAXS/GIUSAXS等技術，相當適合對牙齒結構做進一步的測試與晶體分析。由於PETRA III P03可以處理不同樣本環境的高度靈活性，它的使用領域便能涵蓋了永續能源、健康、資訊科技、地球與環境、交通技術等多種科學領域，以解決重大挑戰。可以說，這是研究體內和原位/操作條件下奈米結構和動力學的理想平台之一。
我們的實驗計畫主軸為Micro X-ray Diffraction Analysis the Structural Integrity of Conodont denticle，並且主要使用Micro Small Angle Scattering (μSAXS)來觀測微結構。
至於實驗站的生活嗎?恩… …一點也不有趣。
這樣說吧!基本上當固定好試片並且成功執行實驗後，從啟動到結束通常曠日費時，根據測試試片的需求，有時候甚至是需要跑一個晚上才能收集數據的。因此，在正式測試以前，通常會需要先反覆確認試片的位置是否精準無誤，以防止正式旋轉機台時，beamline沒有打到試片或是不在我們預設的中心點上。
更複雜的問題是，conodont的牙齒並非如人類的牙齒來的大，經常是以micro為單位來表達。可想而知，在校正方面，我們就必須耗費極大的心力去執行，一點誤差就有可能造成實驗結果不理想。因此，我們經常出現早上進去實驗站，到很晚才可以出實驗站，並且需要自己料理晚餐的窘境。最長的一天，是從9:00AM到9:00PM。我完全不敢跟大家說，在同步輻射中心做實驗有多開心。
不過，長時間的朝夕相處，加上大家在等待時間的趣味影片撥放、文化交流、科學知識拓展等，都讓等待的時間相對不無趣。此外，短暫的漢堡市區探索，外加DESY的工作文化體驗，也讓我收穫良多。雖然過程相當勞累，但這的確是不可多得的經驗。
關於漢堡的觀光與旅遊心得，可以參考以下兩篇文章喔!