中国超级放大镜震撼亮相，一举创下世界之最，可比太阳亮1万亿倍

在北京怀柔科学城，有一个“巨型放大镜”，哪怕是从高空俯瞰，建筑的整体结构就是一个放大镜，而它的真实作用更是超级放大镜，可以发出比太阳亮一万亿倍的光，帮助科学家看清微观世界。

这就是高能同步辐射光源（HEPS）。整个项目是从2019年启动的，到今年10月底，对整体的项目进行了工艺验收。中国科学院高能物理研究所承担了全部的建设。根据最新的消息，从明年开始，这座巨型的科学设备将逐步开放使用。

就在近日，凤凰卫视的节目组邀请了比利时的观察员彭望龙，走进了怀柔科学城，近距离观察了这个巨大的“放大镜”。让我们跟随记者的镜头，看看科学家们是如何来解释放大镜的工作和背后的原理的。

发出的光比太阳亮一万亿倍

比太阳亮一万亿倍的光，这不是数字上的形容，而是这座巨型的科研设备真的且必须具备的性能，否则它就不能够穿透物质的表层，看清微观世界。

正因为具备这样的能力，它才能跻身全球前三、亚洲第一。不是它排在第三位，而是全世界仅此三台设备，整个亚洲也仅此一台。

焦毅是整套科学设备的负责人之一。他通过室内微缩版模型，先从宏观的角度解释了为什么HEPS要建造的这么大。看起来像放大镜边缘的主体圆环，正是设备的核心部件储存环。

它的真实构造首尾相接连起来接近1.4公里。环形的内部其实是管道。设备在开始工作的时候，管道内的电子能够以接近光速的速度进行环状运动。也就是说，短短1秒的时间内，电子在环状管道内就可以旋转数万圈。

也只有达到这样的高速，接下来才能够发出超强的X射线，这才是仪器工作到下一个阶段的主要环节。对科学家来说，这样的光能够穿透结构，能够看清微观世界，能够接近原子的精度。

在科学界，超过七成已知的生物大分子结构，正是有这样的设备存在，才被科学家探测并观察到了。因此形象一点说，这套科学设备所承担的正是放大镜的任务，就是要放大再放大。

设备也得不断更新迭代技术。我国刚刚建设起来的，正是最先进一代的第四代产品，全世界只有三台。相比于早先已经建成的设备，新的设备好比高铁，原先的设备还是牛车，这是焦毅形容的，技术迭代后的差异就这么大。

新设备之下的原子级世界

技术迭代到第四代，可以把束流体积缩小至少100倍，光线就能够更集中、更明亮，原子级的世界就能清晰无误地呈现在科学家的眼前。

现在的设备上，绕着其主体结构，有14个用户光束线站。简单来说，就是可以同时容纳多组科学家进行观察研究。根据介绍，未来还要继续增加类似于节点的光束线站，这样就能够容纳更多的科学家展开研究。

而且可以肯定的是，一旦设备开放，不但国内的科研工作者会申请使用，国外的科研工作者也会来申请使用。

不管科学家研究的是生物科学还是什么物理结构，如果要进行微观层面的观测研究，借助于这套设备就能够看清一切，所以它的应用场景相当广泛。

在其中的一个光束线站，是专门研究生物大分子结构的。记者在科研人员的带领下，利用设备发出的X射线对蛋白质晶体进行了观测，最终呈现出来的是三维结构的清晰图像。

高增强是生物大分子线站的负责人。他还举了一个形象的例子。在新冠疫情期间，清华大学的饶子和院士利用在上海的一套设备，很快就观察到了新冠病毒的主蛋白酶结构。

正是基于观察的结果，对病毒结构的微观了解，科学家才能够设计药物。有针对性的药物能够起到在人体内不让其与相关的小分子结合，最终也就抑制了病毒攻击人体的作用。

所以在生物研究领域，这套设备能够观察各种各样的微观结构，了解其特性，进而帮助科学家采取和进行更多的有针对性研究。

看不见的地方也很庞大

在另一个硬X线成像站，科研人员展示了用同步辐射光源对食蟹猴的大脑进行的观测和分析。

设备能够将猴脑的结构放大并清晰呈现出来。用宏观的视野去看，动物的大脑很小，但是在微观的世界，这套结构也极其的庞大。

放大之后，通过设备呈现出来的图像分辨率可以达到惊人的50K像素，而我们日常使用的电脑屏幕只有2K或者是4K。也就是说，放大之后的数据量相当大，如果不经过特殊的处理，普通的设备也难以呈现。一套原始的扫描数据，可能需要1000个硬盘才能储存下来。

不得不说，在人眼看不到的微观世界，其结构也相当的庞大。也正是因为有这套设备的存在，才能够帮助科学家看清微观层面的“宏观结构”。

值得一提的是，如果是在硬X射线成像线站点做脑部CT， 只需要做一套，就可以把整个人脑的内部结构解析出来，那也是一组更庞大的数据。

因为人的大脑内有800多亿个神经元，这样的规模和宇宙中人类观测到的星星是同量级的。而这套设备从明年初就可以正式展开相关的工作，科研团队已经在推动相关的合作。

能够更清晰地看到大脑内的结构，那么未来对于脑部肿瘤或者是阿尔茨海默症等相关疾病的研究，就会取得更大突破。

现在，国内外的科研团队就等着设备开放使用了。我国投入50亿元的资金建设这套装置，是面向全球用户开放的。截止到目前，已经有百余名用户在排队申请。

看来，科学界的各个领域，都在急切等待着使用这个“放大镜”进行观测研究。而这样的大国重器，正是我们接下来社会和科学各领域发展的主要底蕴和基础。我国规划的77项重大科学基础设施项目，已有接近一半的项目建成并投入使用。我们在各个领域取得的发展和成就，有很多都跟这些基础科学设施密切相关。