燕山南麓，雁栖湖畔，一座银灰色的巨型环形装置——高能同步辐射光源静卧在连绵群山间。从空中俯瞰，它如同一个架在大地上的放大镜。
日前，科技日报记者跟随中国科学院高能物理研究所科研人员，来到北京怀柔科学城，探秘这台被誉为“超级显微镜”的国家重大科技基础设施。
“这是我国首台高能量同步辐射光源，也是亚洲首个第四代同步辐射光源。”进入实验大厅，高能同步辐射光源工程总指挥、中国科学院高能物理研究所研究员潘卫民热情地介绍，它的建成，标志着我国在同步辐射光源领域实现了从第三代到第四代的代际跨越。
高能同步辐射光源航拍图。（中国科学院高能物理研究所供图）
“亮度可达太阳光1万亿倍”
“高能同步辐射光源能干啥？它是怎么工作的？”
面对记者的提问，潘卫民形象地比喻道：“它就像科学家手中的大号‘显微镜’，能够帮助我们看清实验样品，解析物质的微观结构及其演变过程。”
比如，它能看清金属材料在极端条件下的原子排列变化，帮助科学家设计出更坚硬的合金；也能检查芯片里比头发丝细千倍的电路有没有瑕疵，保障手机电脑运转更高效。
在高能同步辐射光源的储存环里，电子以接近光速飞驰，当经过弯转磁铁时，会沿着轨道切线方向释放出极其明亮的同步辐射光。这些光被引到光束线站，就能像探照灯一样“照亮”实验样品，让科研人员看清微观世界的秘密。
“这个过程就像下雨天我们快速转动雨伞，沿伞边切线方向，会飞出一簇簇水珠。光源的加速器就好比这把雨伞，飞出的水珠就是X光，也就是我们所说的同步辐射光。”潘卫民说，这种同步辐射光，能覆盖从太赫兹、红外线到硬X射线的宽广波段，脉冲宽度仅为纳秒甚至皮秒量级。
其实，我国此前已经建成多台同步辐射装置，比如北京同步辐射装置、合肥光源、上海光源等。“为什么还要建设这台高能同步辐射光源？它与其他同步辐射装置有什么不同？”记者追问道。
“该装置定位为高能量光源，全面实现同步辐射光源的代际跨越。”潘卫民解释，与第三代相比，第四代同步辐射光源看样品更清晰的同时，所用时间也更短。“高能同步辐射光源的能量很高，电子束流能量达到60亿电子伏特，可以发射300千电子伏特及以上的X光，能看清更厚重的样品；同时，它的亮度可达太阳光1万亿倍，能够捕捉百亿分之一秒的分子运动。”潘卫民说。
“这台装置并非对原有设施的简单替代。”高能同步辐射光源工程常务副总指挥、中国科学院高能物理研究所研究员董宇辉说，“这些同步辐射光源各有所长、互补共存，共同构成了我国同步辐射光源的完整体系。”
高能同步辐射光源储存环隧道内。（受访者供图）
