在人类探索微观世界的征途中，又一“国之重器”即将登场。近日，国家重大科技基础设施——高能同步辐射光源（HEPS）建设取得关键性进展：储存环隧道设备安装全部完成、束流线站启动调试，标志着这一被誉为“超级放大镜”的装置正式进入建成投用倒计时。预计2025年，HEPS将产生第一束同步辐射光，届时中国科学家将拥有一把洞悉物质微观结构的神奇“钥匙”。

什么是“超级放大镜”？

高能同步辐射光源，本质上是一台巨大的“显微镜”。它通过将电子加速到接近光速，在环形轨道中高速运动，产生极为明亮、能量极高的同步辐射光。这种光覆盖从红外线到硬X射线的宽广波段，亮度比普通X光机高出上亿倍，能像“超级放大镜”一般，将物质内部的原子、分子结构清晰呈现，甚至捕捉到化学反应的瞬间动态。

HEPS坐落于北京怀柔科学城，是国家“十三五”重大科技基础设施之一，由中国科学院高能物理研究所承担建设。其储存环周长约1.4公里，电子能量达6吉电子伏特，设计有14条光束线站，未来还将扩展至近百条。整个装置规模宏大，技术指标位居世界前列。

从“看材料”到“看生命”

HEPS的科学意义，远不止“看得更清”。它能让研究人员在原子尺度上实时观察材料、生物、化学、能源等领域的核心问题。

以新能源电池为例，锂离子在充放电过程中如何迁移、电极结构如何变化，过去只能通过模拟推测。而在HEPS的强光照射下，科学家可以直接“看见”锂原子的运动路径，从而设计出更高效、更安全的电池。在生命科学领域，利用HEPS解析蛋白质、病毒等生物大分子的三维结构，将助力新药研发——例如针对新冠病毒的靶向药物，其关键蛋白结构的解析就依赖这类光源。此外，在高温超导、催化反应、先进制造等领域，HEPS都将发挥不可替代的作用。

全球同步辐射光源“俱乐部”中的中国身影

目前，全球已建成数十台同步辐射光源，但高性能的第三代、第四代光源屈指可数。中国现有的“上海光源”（SSRF）是第三代中能光源，而HEPS作为第四代光源，其亮度将比上海光源提升5至10倍，脉冲结构更加灵活，能够开展更前沿的“相干衍射成像”“时间分辨实验”等研究。

在国际上，日本的SPring-8、欧洲的ESRF、美国的APS等均为顶级光源，而HEPS建成后，将成为世界上亮度最高、性能最先进的同步辐射光源之一。这不仅意味着中国拥有了与发达国家并跑、乃至领跑的微观探测能力，更意味着自主创新能力的大幅跃升——过去许多关键材料的微观表征依赖国外设施，如今中国科学家将拥有自己的“国之利器”。

从“建起来”到“用起来”

HEPS的建设汇聚了国内顶尖科研力量，攻克了超导高频腔、精密磁铁、纳米级光学元件等一系列核心技术，带动了高端制造、精密测量、真空技术等多领域突破。例如，HEPS所需的超导腔已实现国产化，相关技术还可用于其他大科学装置。

按照规划，HEPS将在2025年正式开放运行，首批实验用户将来自国内外高校、科研院所和企业。其运行模式类似“公共实验室”：科学家提交研究项目，经评审后可免费使用光束线站。这一开放共享机制，将极大降低微观探索的门槛，催生更多原创性发现。

结语

从“两弹一星”到“超级放大镜”，中国的大科学装置正从“跟跑”走向“领跑”。HEPS的建成，不仅是一座物理意义上的科学堡垒，更是我国科技自立自强的重要标志。当第一束同步辐射光划破沉寂，照亮的将不仅是微观世界，更是中国迈向科技强国的自信之路。对于广大科研工作者而言，这把“超级放大镜”，来得正是时候。