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“点亮”探寻微观世界之眸

来源:《中国科学报》2020-10-15 09:37

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  ——国家同步辐射实验室的“光源梦”

  合肥先进光源设计图

  “整个园区宛如一只观察微观世界的‘眼睛’,这个设计太让人震撼了!”在合肥先进光源规划设计图前,参观者无不赞叹。

  坐落于中国科学技术大学(以下简称中国科大)的国家同步辐射实验室,是我国首个国家实验室。从我国首个专用同步辐射光源——合肥光源,到正在预研的世界首批第四代低能区同步辐射光源——合肥先进光源,实验室用“神奇之光”点亮科学之路,努力实现大国崛起的“光源梦”。

  “合肥光源”发出“神奇之光”

  在中国科大西区,一幢状如飞碟的建筑物,格外引人注目,这里是“合肥光源”所在地。1978年2月,中科院批准合肥同步辐射加速器的预研制和物理设计项目。1989年4月,“合肥光源”发出第一束“神奇之光”。

  从预研、设计,到建造和调试,中国工程院院士何多慧作为“合肥光源”项目总工程师,见证了中国同步辐射光源从无到有的历史性转变。30多年前,时任中国科大副校长包忠谋亲自挂帅,以何多慧、裴元吉、金玉明、张武等几位中国科大近代物理系加速器教研室的教师为核心,一支平均年龄不到35岁的年轻队伍开启了光源的逐梦征程。

  “刚开始,我们总共只有十几个人,条件很艰苦,只有一间房子,大家都是从头学起,拼命学、拼命干。到预研和物理设计完成,也才五十几个人。”何多慧说,那时我国科技与发达国家相比差距很大,大家完全凭着一种精神,为了国家而忘我奋斗。

  1983年4月,国家计委发文正式批准合肥同步辐射加速器项目立项,并将其改名为“国家同步辐射实验室”。

  “当时,中国自己建造的最大加速器只是3米长的30MeV电子直线加速器,根本没有储存环,我们只能边干边摸索。”何多慧说,为了解决一个技术难题,当时还是研究生的周银贵三天三夜不睡觉;高频系统负责人冯兰林到贵州深山沟里驻厂制造零部件,去时穿棉袄,回来已经穿汗背心了。

  国家同步辐射实验室项目1991年通过国家鉴定和验收。“他们是教师,他们太年轻,却奇迹般研制建造成功这台具有世界一流水平,巨大、复杂、尖端的同步辐射加速器。”著名物理学家谢希德曾说。“合肥同步辐射加速器及光束线实验站”项目,也因此获得1995年国家科技进步奖一等奖。

  光源“建起来”更要“用起来”

  “‘合肥光源’是合肥首个建成运行的大科学装置,不仅要‘建起来’更要‘用起来’,而且要想方设法‘用好它’。”国家同步辐射实验室原执行主任盛六四表示。

  “不同的科学门类需要不同波段的同步辐射光源,需要建立不同的实验站。”光束线和实验站建设中,盛六四和其他建设者一样,一切从零开始学习,自己设计,还得常去加工厂共同讨论工艺,自己安装、调试,有时候甚至亲自制作一些特殊零部件。“刚开始,没有计算机,我们就自己画图,业内叫‘爬图板’。”盛六四说,他在一期、二期工程光束线和实验站建设过程中,所画图纸近万张,自主设计的设备仪器价值达几千万元。

  实际上,为了能在同步辐射光源做一番事业,盛六四、李为民等一批优秀骨干不约而同地多次放弃了出国深造访学的机会。他们认为,国家同步辐射实验室是极好的工作舞台,也是体现人生价值的地方,在这里努力工作更是报效祖国的绝佳机会。

  运行近30年,“合肥光源”历经两次重要升级,性能已发挥至极致。国内外用户超过18000人次,科学家们在“合肥光源”上做出了众多世界级原创成果,解决了一系列重要科学问题。

  追求“光源梦”的脚步永不停息

  同步辐射是探索微观世界的“眼睛”。“我们要建世界上最先进的第四代光源,为我国科学和产业创新‘擦亮眼睛’。”国家同步辐射实验室主任封东来立志要与同事们一道建成亚洲首个第四代低能区光源——合肥先进光源,从而实现我国先进同步辐射光源的全能区覆盖。

  追求“光源梦”的脚步,永不停息。早在2006年,实验室就开始规划设计衍射极限的低能区第四代光源;2013年,“逐步形成布局合理的国家光源体系,适时启动高性能低能量同步辐射光源建设”纳入《国家重大科技基础设施建设中长期规划》;2017年,时任实验室主任的陆亚林推动合肥先进光源预研项目立项,先进光源离实现梦想越来越近。

  “四代光源是科学探索的‘国之重器’,它在亮度和相干性方面有了巨大提升,把X射线对各学科研究的支撑能力提升到一个前所未有的高度,可以更清楚地看微观世界。”封东来说,作为未来的重大科学基础设施,合肥先进光源成为科学研究和生产研发步入快车道的基础,可以推动多学科集聚、顶尖科学家集聚、一流创新群体集聚、高新产业研发集聚。

  合肥先进光源是合肥综合性国家科学中心核心建设项目,中科院和安徽省投资3.56亿元联合启动合肥先进光源预研项目。中国科大则出台新的改革方案,从评价体系、晋升渠道、人员编制等各方面给出新政策,充分释放实验室人才活力。

  为了合肥先进光源这个共同目标,一大批学者加入进来,贡献自己的力量。即便在疫情下,合肥先进光源的筹备也并未停歇,在2月底到3月初举行的9场线上用户研讨会上,来自200多个大学、研究所和公司的2000多名科学家和工程师一起热烈研讨和规划合肥先进光源的实验线站,畅想未来的应用。

  目前,“建设世界上最先进的第四代光源,是所有光源人和光源用户的梦想”,封东来表示,中国科大是我国同步辐射事业的发源地,有信心、有经验、有队伍,更有能力建好合肥先进光源。 (桂运安)

[ 责编:张梦凡 ]
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