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作为科研利器、我国自主研制的首台第三代同步辐射装置(zhi)，上(shang)海光(guang)源服务了(le)众多科研团队、产出了(le)大量的前沿成果。

实验站(zhan)里(li)，同步辐射光(guang)让微(wei)观世界“纤毫毕现”，在生(sheng)命(ming)科学、凝聚态物(wu)理(li)、材料科学、能源与环境科学等多个学科前沿基础研究(jiu)和高新技术研发领域产生(sheng)了(le)一批具有国际影响力的研究(jiu)成果，也照亮了(le)众多科学家的科研之(zhi)路。

这束光(guang)，让物(wu)质“纤毫毕现”

蓝天白云下，外观酷似“鹦鹉螺”的银白色建筑(zhu)矗立。这是(shi)上(shang)海光(guang)源，既是(shi)张江科学城的地标，也是(shi)起点。

作为科研利器，上(shang)海光(guang)源是(shi)我国自主研制的第一台第三代同步辐射装置(zhi)。2009年开放至(zhi)今，近800家单位、4.5万用(yong)户借(jie)助上(shang)海光(guang)源的科研慧眼，探究(jiu)物(wu)质的微(wei)观世界。

在上(shang)海光(guang)源，总能听到科研服务团队报方位——“我现在在环上(shang)”。环在哪里(li)？走(zou)进“鹦鹉螺”壳内，站(zhan)在实验大厅，犹如置(zhi)身四壁(bi)回声的螺体，映入眼帘的是(shi)大厅里(li)一个硕大的环形装置(zhi)，像一只蜷成圈的蜈蚣，装置(zhi)外侧分布着一个个用(yong)户实验站(zhan)，就像蜈蚣的脚。这就是(shi)科研人员口中(zhong)的“环”，其(qi)实是(shi)同步辐射光(guang)源的核心部件电子储能环，又名环形加速器，里(li)面大约有2.2万亿个电子昼夜(ye)不停地高速旋(xuan)转。环形加速器的性能优(you)劣，直接决定同步辐射光(guang)源性能的优(you)劣。

“在这个周长432米的环形加速器中(zhong)，能量为35亿电子伏特的电子束以接近光(guang)的速度飞行，在拐弯时放射出高强度电磁波。这些电磁波经过‘条(tiao)分缕析’，形成不同波长的、高品质的同步辐射光(guang)，波段从(cong)远红外到硬(ying)X射线，传送到实验站(zhan)的待测样品上(shang)。”上(shang)海光(guang)源科学中(zhong)心主任、中(zhong)国工程院院士赵振(zhen)堂说。

在实验站(zhan)里(li)，同步辐射光(guang)照射在细胞、生(sheng)物(wu)体、物(wu)理(li)和化工材料等实验样品上(shang)时，会产生(sheng)衍射、散射、折射、吸取(shou)等现象，引(yin)起样品的激发、电离和碎裂(lie)等，科学仪器同步记录下它们的各种反(fan)应(ying)信息或变化，经处理(li)后以一条(tiao)条(tiao)曲线、一幅幅图像呈现。科研人员聚精会神，等待着那一串串揭示自然奥(ao)秘的密码。

多亮的光(guang)才能让微(wei)观世界“纤毫毕现”？医院里(li)使用(yong)的X光(guang)能拍摄出肉眼看不见的器官和组织，而(er)上(shang)海光(guang)源同步辐射装置(zhi)释放的光(guang)，亮度是(shi)普通X光(guang)的百(bai)亿倍、千亿倍，使人们能够(gou)在原(yuan)子和分子尺度上(shang)观察物(wu)质。比如大自然中(zhong)结构未知的蛋白质多达数十万种，同步辐射光(guang)能让实验测量蛋白质结构的时间，从(cong)过去的按天算缩短(duan)到数小时、几(ji)分钟。“鹦鹉螺”就像一台多用(yong)户的“超级显微(wei)镜”，病(bing)毒的结构、古生(sheng)物(wu)化石的演变、飞机发动机叶片金属疲劳测试、化妆品效果分析，都逃不过它的“火眼金睛”。

在“鹦鹉螺”的“光(guang)速”助攻下，上(shang)海光(guang)源用(yong)户有“氢气低温制备(bei)和存储”和“二氧化碳(tan)人工合成葡萄糖和脂肪酸”等15项成果入选“中(zhong)国科学十大进展(zhan)”“中(zhong)国十大科技进展(zhan)”，还有入选国际学术期刊《科学》“十大科学突破”、美国化学会“十大科研成果”、欧洲《物(wu)理(li)世界》“十大科学突破”等跻身国际一流的标志性成果。

2009年开放运行时，上(shang)海光(guang)源只有7条(tiao)光(guang)束线、不到10个实验站(zhan)，如今已(yi)经延展(zhan)出34条(tiao)光(guang)束线、46个实验站(zhan)。尽管“鹦鹉螺”已(yi)是(shi)世界上(shang)最繁忙的大科学装置(zhi)，每年开机时长达7000个小时，其(qi)中(zhong)实验供光(guang)约为5500小时，但也仅(jin)能满足1/4的机时申请(qing)。

粒子世界里(li)的“追光(guang)人”

从(cong)2004年底动工开建，到如今成为我国用(yong)户最多、用(yong)户产出成果最多的大科学装置(zhi)，上(shang)海光(guang)源凝聚着我国几(ji)代科学家的心血(xue)。

早在1993年，方守贤、丁大钊、冼鼎昌(chang)3位院士根据国际发展(zhan)趋势(shi)和我国科学研究(jiu)的需求，提出建设第三代同步辐射光(guang)源的建议，并很快得到了(le)中(zhong)国科学院和上(shang)海市的支撑。历(li)经10年立项和52个月紧张建设，上(shang)海光(guang)源以世界同类装置(zhi)最少的投资(zi)和最快的建设速度，成为当(dang)时国际上(shang)性能指标领先的第三代同步辐射光(guang)源之(zhi)一，是(shi)我国大科学装置(zhi)建设的一个成功范例。

那时的上(shang)海张衡(heng)路周边还是(shi)农田，中(zhong)国科学院从(cong)高能物(wu)理(li)所、中(zhong)国科技大学等单位抽调骨干(gan)，组建了(le)一支约140人的预研队伍。中(zhong)国科学院高能物(wu)理(li)所加速器物(wu)理(li)学家陈森玉院士任上(shang)海光(guang)源工程总顾(gu)问，负责(ze)组建上(shang)海同步辐射光(guang)源工程研制队伍，现任上(shang)海光(guang)源科学中(zhong)心主任赵振(zhen)堂也在这批援建骨干(gan)之(zhi)中(zhong)。他(ta)们通过不断研究(jiu)掌握了(le)建设第三代同步辐射装置(zhi)的重(zhong)大关键技术，成功研制出重(zhong)要部件的样机等，为建设上(shang)海光(guang)源奠定了(le)坚实基础。

上(shang)海光(guang)源2004年12月正式破土动工，2006年主体建筑(zhu)结构封顶(ding)，2007年2月完成全部建设任务，2007年12月储存环成功实现束流储存并出光(guang)……提到首次(ci)“出光(guang)”的场景，许多上(shang)海光(guang)源的科研人员仍历(li)历(li)在目，在场的所有人都聚集在中(zhong)控室欢(huan)呼，我国自此拥有了(le)自主研发的第三代同步辐射光(guang)源。

“业(ye)界有个说法，光(guang)源建成之(zhi)时就是(shi)改(gai)造启动之(zhi)日，‘追光(guang)之(zhi)路’永不止步 。”赵振(zhen)堂说。这些年，上(shang)海光(guang)源不断改(gai)进、迭代、拓展(zhan)，从(cong)学习者跃升为可以和国际同行坐在一起探讨的分享者。建设中(zhong)国的先进光(guang)源、支撑国家科技发展(zhan)，是(shi)我国几(ji)代科学家锲而(er)不舍的追求。

通过上(shang)海光(guang)源线站(zhan)工程的建设，项目团队攻克了(le)一系(xi)列核心关键技术，研制了(le)一批具有国际一流水平的关键设备(bei)，建成了(le)一批关键性能指标位居国际前列或独有的光(guang)束线站(zhan)，使得上(shang)海光(guang)源的实验研究(jiu)能力实现了(le)跨越式提升。

建好仅(jin)是(shi)开始，用(yong)好才是(shi)关键。上(shang)海光(guang)源第一批用(yong)户包信和院士团队，利用(yong)上(shang)海光(guang)源同步辐射X射线吸取(shou)（XAFS）原(yuan)位分析技术优(you)势(shi)，产出“纳米限域催(cui)化”领域一系(xi)列重(zhong)磅成果，并获(huo)得2020年度国家自然科学奖一等奖；中(zhong)国科学院物(wu)理(li)所丁洪团队，利用(yong)上(shang)海光(guang)源在国际上(shang)首次(ci)发现了(le)外尔费(fei)米子……运行开放16年来，上(shang)海光(guang)源围绕科学前沿、国家重(zhong)大需求与产业(ye)核心问题支撑用(yong)户开展(zhan)创新研究(jiu)，提供了(le)一个跨学科、综合性、多功能的大科学研究(jiu)平台，在生(sheng)命(ming)科学、凝聚态物(wu)理(li)、材料科学、化学、能源与环境科学等多个学科前沿基础研究(jiu)和高新技术研发领域产生(sheng)了(le)一批具有国际影响力的研究(jiu)成果，照亮了(le)众多科学家的科研之(zhi)路。

“2016年前，张江只有上(shang)海光(guang)源一个大科学装置(zhi)，目前上(shang)海已(yi)建、在建和规划的设施已(yi)达20个，大家从(cong)一个追赶者变成了(le)局(ju)部领跑者。未来，张江科学城的光(guang)子科学设施将构成一个集群，建成世界三大光(guang)子科学中(zhong)心之(zhi)一。”中(zhong)国科学院院士李儒新说。

■链接

高能同步辐射光(guang)源

北(bei)京高能同步辐射光(guang)源，是(shi)我国首台第四代同步辐射光(guang)源，由中(zhong)国科学院高能物(wu)理(li)研究(jiu)所承建，2019年6月启动建设。目前，高能同步辐射光(guang)源直线加速器、增强器已(yi)满能量出束，储存环完成全环闭环安装。设施建成后，可发射比太阳(yang)亮度高1万亿倍的光(guang)，将成为世界上(shang)亮度最高的第四代同步辐射光(guang)源之(zhi)一，可以帮(bang)助大家更好地看清微(wei)观世界，揭示物(wu)质微(wei)观结构生(sheng)成及(ji)演化机制，并与我国现有的光(guang)源形成能区互补，面向航空航天、能源环境、生(sheng)命(ming)医药(yao)等领域用(yong)户开放。

（本报记者李建广(guang)采访整理(li)）

合肥光(guang)源

合肥光(guang)源是(shi)我国首个专用(yong)同步辐射装置(zhi)，也是(shi)我国自主建设的第二代同步辐射光(guang)源，历(li)经一期工程、二期工程建设而(er)成，并于2015年完成设施的重(zhong)大升级改(gai)造，是(shi)国内唯一优(you)化在极紫外至(zhi)软X射线能区的光(guang)源。合肥光(guang)源充(chong)分发挥红外—极紫外特色线站(zhan)的竞争力，支撑内燃机等动力设备(bei)高性能燃料的研发，提供了(le)我国空间探测等领域中(zhong)关键元器件的绝对定标，在波带片、光(guang)栅等关键元件研发上(shang)处于国内领先水平。合肥光(guang)源为我国物(wu)理(li)、化学、生(sheng)物(wu)、材料等多领域前沿研究(jiu)提供了(le)重(zhong)要的支撑。

此外，第四代同步辐射光(guang)源“合肥先进光(guang)源”正在加速落(luo)地中(zhong)。

（本报记者田先进采访整理(li)）