APS 雜談

APS 的全稱是 Advanced Photon Source, 是 Argonne National Lab （ANL, 阿貢國家實驗室，可是我比較喜歡叫他亞拉岡國家實驗室） 底下的一個機構，做 X 光同步輻射研究的地方。

在這裡的生活跟一般的博班生非常不一樣，例如我現在（凌晨三點多）正在喝著咖啡打這篇文章，等實驗數據出來，順便換個 sample 再偶而出去吹吹冷風免得自己睡著，就不是一個正常做有機全合成或者養博班生的老鼠會有的行程。（在這裡待久了的另個一副作用是打字會開始顛三倒四的，不過反正漢字序順並不定一影閱響讀嘛。）為什麼我會在這麼奇怪的時間醒著呢？那就要說明這種同步輻射是怎麼運作的了。




首先，不是所有人都可以在這裡做實驗。想要做實驗，必須先丟申請，提出自己打算用 X 光做什麼。這些申請書會進入審核程序，簡單來說就是有人會幫你打分數，拿到的分數越好就越有機會可以得到做實驗的時段。由於在這裡做實驗等於拿到 X 光的使用權，官方的名詞叫做 beamtime. 得到 beamtime 後，就可以開始跟 beamline scientist 討論實際的實驗該怎麼做，或者儀器怎麼設定之類的。

所謂的 beamline 是指在 APS 可以獨立進行 X 光實驗的最小單位。在 APS 這個圓形的建築裡面，每 10° 就會被切成一個 sector, 共有 35 個（剩下的那個好像變成 central shop 「工場」了）。每一個 sector 通常又包含數個 beamline, 以準備 X 光的方法命名，例如 11-ID-D (sector 11, injection device, D), 或者 12-BM (sector 12, bending magnet) 之類的。每個 sector 另有別名，像是 BioCARS （生物車）、BioCAT （生物貓）或者 ChemMatCARS（發財車？）。每一個 beamline 有自己的專長，有些做 X-ray absorption, 有些做 scattering, 有些做 imaging. 我所在的 beamline 做 scattering 居多。

Beamtime 的單位是八小時的 shift （班），一次 beamtime 最多可以連續塞 18 個班，也就是六整天 144 小時。我們 group 這次拿到這樣的 beamtime, 我輪大夜班（5 pm - 6 am），不過因為其他實驗意外順利，我們就放著過夜的實驗慢慢測，我才有機會在這裡打字練痟話。這樣的班辛不辛苦呢？我覺得夜深人靜的感覺也不錯。

在這裡的食衣住行都跟在西北完全不同。

食
正餐，基本上在 APS 裡面只有一間賣漢堡的，Argonne 裡面也只另外有一間員工自助餐，所以附近的餐廳我們都很熟（誤）。如果可以每天回西北，也可以帶便當來，這裡每兩三個 sector 就有一個沒得用火的廚房。

在 APS 實驗室附近是可以吃零食的。我們的 beamtime 固定零食包含金魚餅乾（最近不知道誰帶了 BBQ 口味的吃起來莫名其妙像糖醋鯉魚）, Triscuit （一種很乾但是味道很讚的方形餅乾）跟一些自己想吃的東西。老闆人很好每次都會帶蘋果香蕉或者當令水果來，我們也很盡責地每次都把水果運回西北。

飲料我們都是買超市的帶進來，最多去 Starbucks 買個咖啡。有時我們也會去 sector 13 的咖啡機弄個 espresso 來喝，不過因為是膠囊咖啡我就比較少去了。我們的固定飲料是 Schweppes 的 Black Cherry Surprise. 這有著跟綠色乖乖一樣神聖的法力，目前為止還蠻有效的。每次 beamtime 結束之後我們固定去一間韓國餐廳慰勞自己這幾天辛苦的努力，並且為接下來漫長的資料處理先填飽肚子。

衣
在 APS 裡面是適合存放御飯糰的 18 °C, 但是因為 APS 實在是 in the middle of nowhere 得誇張，早晚風大，又沒有遮蔭，冬冷夏熱，環顧四周真是只有長草沼澤跟也許偶而會出現的鹿、鴨鴨跟警察，因此建議要來做實驗的人行洋蔥式穿著。

住
Argonne 有自己的旅館。每次 beamtime, 最辛苦的人（PI 與夜班）會輪流回去睡，房間使用率百分百！但是日出入睡實在不是什麼很有趣的事情，都可以感覺自己的腦袋想醒著但身體想睡著的衝突。

行
進出 Argonne 開車或者搭別人開的車。孫先生說的「行就是走路」是行不通的。不開車的話每天只有兩班公車來回芝加哥大學，對我們一點用也沒有。在 APS 裡面移動可以用走的，或者騎一種叫做 trikes 的東西。這玩意相較於 bikes 還比較接近 yikes, 因為真的很難騎。轉彎不是側身而是要硬扭龍頭，而且轉彎太強會被撞到地上，煞車機制不明，每次都感覺會飛出去。

育樂
做研究本身吧。不然也可以是跟 beamline scientist 打嘴砲聊政治（最近是聊移民去加拿大），或者偷聽我家老闆跟 11-ID-D 的 beamline scientist 越聊越開心然後改成用中文聊八卦。我所待的這個 group 是在這裡做 X-ray Absorption Spectroscopy 起家的，教授在這裡待了大概有二十年，也是這邊的資深研究員。八卦多著咧……

在這裡待久了需要散心，因為有車，我的作法都是開去附近的森林看看。這區以前是有名的長草與沼澤地，因此有很多淺淺的湖與湖岸公路，開起來別有逸致，秋天的 beamtime 還可以偷閒出去看楓葉呢。

我在這裡的行程大致上長這樣，每天下午一點醒來，趕快出去吃午餐讓房間可以被整理到，接著回去休息到四點多，移動到 beamline, 跟同事討論一下今天的進度、問題跟計畫，聊天、亂猜我們的資料到底是個什麼意思，交代一下大夜班應該做什麼，然後讓他們去吃晚餐（順便幫我帶點東西回來）。接著八點左右他們回西北的回西北，回旅館的回旅館，我自己在這裡依照進度慢慢來。也因為大夜班只有我一個人（其實是很危險的事情大家不要學），我沒辦法太冒險做自己想做的事情，有點可惜。值班到了清晨六點多，跟早班的人交班，回去洗澡，七點睡覺。

通常到了一點多我會去喝點咖啡（不幸地只有膠囊咖啡可以選），然後回來寫 code 分析資料，順便看一下進行中的實驗狀況（像今天其實就不太好……），也就過了一整夜。

在這邊的人們分為三種不同的層級，最像天神的是那些我們永遠看不到的 synchrotron physicists, 他們負責把同步輻射裡面的電子調校好，讓我們有穩定的 X 光脈衝可以用。我在這裡唯一聽得到他們聖諭的時刻便是每天的 7:45 pm 跟 7:45 am, 他們進行 top-up 的時候。所謂 top-up 是把電子加進原本的電子束，這時候會看到 ring current 往上加（表示電子變多了）。當然也會有聽到 top-up failed; beam dumped 的悲劇，這時就只能等，然後重新校準 X 光的位置，繼續做實驗。他們像是天體運行的一部分，跟我們實在沒有太多關聯。

接著是 beamline scientists, 是負責讓我們這群 user 的實驗成功，並且對 beamline 瞭若指掌可以改這個改那個都不會燒起來的強者們。最有趣的是這群人的國籍分佈很廣，我們的是烏克蘭人，在 sector 13 跟 15 各有個台灣人，陳大哥還跟王瑜教授的研究團隊很熟。在這裡可以練習聽各種不一樣的口音，對我的英文能力有些許的幫助。

最後是我們 users, 一群知其然而不知其所以然的研究生，佔 APS 午夜之後絕大多數人口的生物。我們負責……做實驗，驗證假說，或者自以為做實驗，和自己為驗證假說什麼的。

想來我在 APS 也是一路跌跌撞撞的。一開始是我們根本不知道實驗怎麼做，整個 beamline 所有的儀器連同我們自己的 sample 好像聯合起來一起整我們一樣，沒一個穩定的。X 光閃躲飄，chopper （負責篩選 X 光的三角形轉輪）喝醉酒，sample 死光光，連載物臺都罷工。比較上手之後資料分析又變得十分複雜，還出現拿七個變數去 fit 12 個資料點這種鬼事情。最近則是 beamtime 爆量。我們實驗室因為大部分人都在這裡做實驗，大家公認最好的計畫是每兩個月有一週的 beamtime, 這樣才有時間分析資料跟準備 sample. 我們這兩個月就有六個 beamtime 共計十七天（有些比較短只有一天這樣），甚至還有時間重複的 beamtime, 需要時光器才有辦法完成，橫跨感恩節，直衝聖誕節，分析資料到新年。剛畢業的學姐跟資深的博後都說你們一定是瘋了才這樣玩，我說沒有啊我們只是先來兩個正常的 beamtime 然後一直加加加加加就變這樣了（攤手）

目前這十七天進行到 1/3 左右，究竟 “beamtime madness” 到最後會發生什麼事情，還有我到底會不會看到 Argonne 特有種的白鹿在路上亂跑，就拭目以待吧 XD