太陽(yáng)是我們這個(gè)世界中最亮的光源，每天早晨，都是它用第一縷晨曦，給無(wú)盡的黑夜帶來(lái)光明，當(dāng)它從地平線(xiàn)上噴薄而出時(shí)，世間的一切都會(huì)沐浴在它的光輝之下。它的光芒強(qiáng)到讓人不能直視。然而你能想象嗎？有一種人造裝置發(fā)射的光，居然能比太陽(yáng)光還亮萬(wàn)億倍。它就是我國(guó)上海同步輻射裝置發(fā)出的同步輻射光。

同步輻射光，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是高速運(yùn)動(dòng)的電子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射。它具有亮度高、頻譜寬、方向性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，是科學(xué)家們研究微觀世界的得力助手。

在微觀世界的探索征程中，同步輻射光宛如一把神奇的鑰匙，為我們打開(kāi)了一扇扇通往未知的大門(mén)。它能讓物質(zhì)“纖毫畢現(xiàn)”，在生命科學(xué)、凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)等眾多學(xué)科前沿基礎(chǔ)研究和高新技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。而我國(guó)在這一領(lǐng)域不斷攀登高峰，如今，首個(gè)高能同步輻射光源取得新進(jìn)展，正朝著成為探測(cè)微觀世界的國(guó)之重器大步邁進(jìn)。

大家都知道，醫(yī)院里使用的X光雖能拍攝出肉眼看不見(jiàn)的器官和組織，但與同步輻射光相比，亮度卻相形見(jiàn)絀。上海光源同步輻射裝置釋放的光，亮度是普通X光的百億倍、千億倍，甚至比太陽(yáng)光還要亮萬(wàn)億倍。如此強(qiáng)大的光源，讓人們能夠在原子和分子尺度上觀察物質(zhì)，為科學(xué)研究帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。

作為我國(guó)自主研制的第一臺(tái)第三代同步輻射裝置，上海光源自2009年開(kāi)放以來(lái)，便成為了科研界的“寵兒”。它外觀酷似“鸚鵡螺”，矗立在張江科學(xué)城，不僅是當(dāng)?shù)氐牡貥?biāo)，更是我國(guó)大科學(xué)裝置建設(shè)的杰出代表。

走進(jìn)“鸚鵡螺”殼內(nèi)，實(shí)驗(yàn)大廳里那碩大的環(huán)形裝置格外引人注目，這便是同步輻射光源的核心部件——電子儲(chǔ)能環(huán)，又名環(huán)形加速器。在這個(gè)周長(zhǎng)432米的環(huán)形加速器中，能量為35億電子伏特的電子束以接近光的速度飛行，在拐彎時(shí)放射出高強(qiáng)度電磁波，經(jīng)過(guò)“條分縷析”，形成不同波長(zhǎng)的、高品質(zhì)的同步輻射光，波段從遠(yuǎn)紅外到硬X射線(xiàn)，傳送到實(shí)驗(yàn)站的待測(cè)樣品上。

上海光源大科學(xué)裝置的規(guī)模不斷擴(kuò)大，性能也持續(xù)提升。2009年開(kāi)放運(yùn)行時(shí)，它只有7條光束線(xiàn)、不到10個(gè)實(shí)驗(yàn)站，如今已經(jīng)延展出34條光束線(xiàn)、46個(gè)實(shí)驗(yàn)站。盡管每年開(kāi)機(jī)時(shí)長(zhǎng)達(dá)7000個(gè)小時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)供光約為5500小時(shí)，但也僅能滿(mǎn)足1/4的機(jī)時(shí)申請(qǐng)，足見(jiàn)其受歡迎程度。

在這里，同步輻射光照射在細(xì)胞、生物體、物理和化工材料等實(shí)驗(yàn)樣品上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生衍射、散射、折射、吸收等現(xiàn)象，引起樣品的激發(fā)、電離和碎裂等，科學(xué)儀器同步記錄下它們的各種反應(yīng)信息或變化，經(jīng)處理后以一條條曲線(xiàn)、一幅幅圖像呈現(xiàn)，為科研人員揭示自然奧秘提供了關(guān)鍵線(xiàn)索。

上海光源的建設(shè)歷程，凝聚著我國(guó)幾代科學(xué)家的心血。早在1993年，方守賢、丁大釗、冼鼎昌3位院士根據(jù)國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)和我國(guó)科學(xué)研究的需求，提出建設(shè)第三代同步輻射光源的建議，并很快得到了中國(guó)科學(xué)院和上海市的支持。歷經(jīng)10年立項(xiàng)和52個(gè)月緊張建設(shè)，上海光源以世界同類(lèi)裝置最少的投資和最快的建設(shè)速度，成為當(dāng)時(shí)國(guó)際上性能指標(biāo)領(lǐng)先的第三代同步輻射光源之一。在建設(shè)過(guò)程中，科研人員攻克了一系列重大關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出重要部件的樣機(jī)等，為上海光源的建成奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

上海光源不僅建得好，更用得好。運(yùn)行開(kāi)放16年來(lái)，它圍繞科學(xué)前沿、國(guó)家重大需求與產(chǎn)業(yè)核心問(wèn)題支撐用戶(hù)開(kāi)展創(chuàng)新研究，在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域產(chǎn)生了一批具有國(guó)際影響力的研究成果。

上海光源第一批用戶(hù)包信和院士團(tuán)隊(duì)，利用上海光源同步輻射X射線(xiàn)吸收（XAFS）原位分析技術(shù)優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)出“納米限域催化”領(lǐng)域一系列重磅成果，并獲得2020年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；中國(guó)科學(xué)院物理所丁洪團(tuán)隊(duì)，利用上海光源在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)了外爾費(fèi)米子。這些成果不僅推動(dòng)了學(xué)科的發(fā)展，也為我國(guó)的科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)作出了重要貢獻(xiàn)。

如今，我國(guó)在高能同步輻射光源領(lǐng)域又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。北京高能同步輻射光源，作為我國(guó)首臺(tái)第四代同步輻射光源，由中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所承建，2019年6月啟動(dòng)建設(shè)。

目前，高能同步輻射光源直線(xiàn)加速器、增強(qiáng)器已滿(mǎn)能量出束，儲(chǔ)存環(huán)完成全環(huán)閉環(huán)安裝。設(shè)施建成后，可發(fā)射比太陽(yáng)亮度高1萬(wàn)億倍的光，將成為世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一。它將與我國(guó)現(xiàn)有的光源形成能區(qū)互補(bǔ)，面向航空航天、能源環(huán)境、生命醫(yī)藥等領(lǐng)域用戶(hù)開(kāi)放，為我國(guó)的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新提供更強(qiáng)大的支持。

此外，合肥光源作為我國(guó)首個(gè)專(zhuān)用同步輻射裝置和自主建設(shè)的第二代同步輻射光源，歷經(jīng)升級(jí)改造后，在國(guó)內(nèi)唯一優(yōu)化在極紫外至軟X射線(xiàn)能區(qū)，為我國(guó)多領(lǐng)域前沿研究提供了重要支撐。而第四代同步輻射光源“合肥先進(jìn)光源”也正在加速落地中。

我國(guó)高能同步輻射光源正在不斷發(fā)展和進(jìn)步，正變得越來(lái)越亮，三臺(tái)大國(guó)重器齊競(jìng)輝，這在全球都是罕見(jiàn)的，這也是我國(guó)科技實(shí)力不斷提升的生動(dòng)體現(xiàn)。這些大科學(xué)裝置將成為我國(guó)探測(cè)微觀世界的國(guó)之重器，為我國(guó)的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新注入強(qiáng)大動(dòng)力，推動(dòng)我國(guó)在科技領(lǐng)域不斷攀登新的高峰。

消息來(lái)源：央視新聞3月27日?qǐng)?bào)道《中國(guó)科學(xué)家造出比太陽(yáng)亮萬(wàn)億倍的光》