守护比太阳亮一万亿倍的光

中青报·中青网记者 张渺 李瑞璇

农历新年临近，清冷的空气裹挟着年味儿，掠过北京怀柔科学城核心区的一座宏大的环形装置——国家重大科技基础设施高能同步辐射光源（以下简称HEPS）。

这里迎来了建成后的第一个春节“停机”，然而，停机并不意味着真正的停工。

“为了保证春节后尽快开机和恢复束流状态，低温系统需要保障超导腔维持极低温状态，不能复温。”中国科学院高能物理研究所（以下简称“高能所”）高级工程师、HEPS加速器部低温系统副负责人马长城告诉中青报·中青网记者：“低温系统在春节期间，几乎全员无休，每天24小时轮守低温系统运行正常。”

与此同时，高能所高级工程师、HEPS光束线站部前端区系统负责人石泓和他的同事，也将每天早晚“确认每条光束线站前端区的光闸处于关闭状态，确认束线镜箱、单色器等关键设备真空正常，巡查有无供电和漏水问题”。

这座外环周长1500多米的“大国重器”，在看似“静止”的停机期，正依靠这群科研人员的守护，为下一次更耀眼的“闪耀”积蓄力量。

一群追光者的“极限冲刺”

HEPS的建设史，是一部与时间赛跑、不断挑战“不可能”的历史。

作为世界上设计亮度最高的第四代同步辐射光源，它从预研到建成，历时十余年。高能所研究员、加速器物理系统骨干段哲是亲历者之一，参加HEPS项目“刚好十年了”。

他还记得自己博士毕业时，正值HEPS预研项目需要深入开展加速器物理设计研究，其中，极具挑战的注入引出设计吸引了他。

“当时就觉得，这是国际上比较关注的一个点。我们必须去尝试一些新的方法，新的思路。”他给中青报·中青网记者打了个比方，“可以把HEPS的三级加速器想象成一个需要精确接力的水管网络。我们的目标是把一束高速水流，从一级直线加速器，引到二级增强器，最后到三级储存环中，循环储存并发光。其中一个挑战是将水流从增强器这根更粗的水管引出，完美地‘倒’进储存环这个很长、但很浅的环形水渠里，还不能溅起水花。”

现实却一上来就给了团队一个下马威。段哲描述最初的调试困境：“当时调试增强器的引出，一开闸，水刚到水管口，还没到水渠，就不知道什么原因，全漏光了，一晚上白忙活了。”团队经过反复摸索、排查原因，将“水流”顺利引出，“倒”进储存环的“水渠”里。经过分阶段调试，2025年年初，HEPS在国际上首次成功验证了一种新型的回注型在轴置换注入技术。他说：“这是国际上首创的新型注入引出方案，但当时更大的挑战在于时间。时间紧，任务重，还有很多不确定的问题等着我们去解决。”

在HEPS中央控制室外，段哲向前来探访的中青报·中青网记者回忆起那段“极限冲刺”的岁月。

结构动力学线站负责人、高能所特聘青年研究员张兵兵从项目预研阶段便已加入，他深切体会了什么是“极限压力”。“从我们见到第一束同步辐射光到现在，到所有实验设备、技术指标都正式通过性能工艺测试，调光时间总共只有大约40天。”他说：“国际上同类线站的调试时间都是按年算的，我们只有40天，这确实是非常艰苦和困难的时候。”

结构动力学线站从2025年5月首次见光，到10月通过工艺验收，达到国际领先水平，团队最终圆满完成了任务。而这背后，是无数艰辛与汗水。“去年有一半多甚至更多的人，全年有两三百天都在怀柔度过。”张兵兵记忆中最深刻的画面就是调光期间，“凌晨三点或四点想回去休息，绕着实验大厅转一圈，会发现每个线站都还有人在坚守岗位。”这种多学科交叉的大团队攻坚，形成了强大的凝聚力。这让张兵兵想起当年的“两弹一星”——所有人“集中力量干一件事情”。

让段哲印象最深刻的，是国际同行的质疑：“大家都会说你们行不行？能不能按计划达到指标？”

团队的回答是行动。

2025年9月29日，HEPS加速器全部参数达到验收指标，通过性能工艺测试，随后的10月14日，所有15条光束线站也顺利通过性能工艺测试，10月29日，HEPS通过工艺验收，比原计划提前约两个月。

“这个任务，也只有在中国能完成。”段哲自豪地对记者说。

过去是建设者，往后是运行者

HEPS究竟是什么？在科学家眼中，它是一座“超级显微镜”。而要让这台“显微镜”看得清、看得准，需要的不仅是极致的光，还有极致的“稳”。

高能所HEPS运行办副主任袁广曾向记者指出一个容易被忽略的细节。为了确保实验数据的绝对精准，整个设施对微小的振动都极为敏感，必须严格控制。

他指着环绕装置的一圈草坪，连那里都不能种树。因为高大树木的根系发达，大风期间，其传导的振动都可能对实验装置产生难以察觉的微小干扰，而这在纳米尺度的观测中是不可接受的。

张兵兵用了一个生动的比喻来解释他的结构动力学线站：“如果其他线站是给材料的微观世界拍照，我们这个结构动力学线站，相当于在原子和分子尺度上拍电影，关注动态过程。”

从宏观的冲击破坏到微观的生化反应，他进一步举例说明其强大应用：“比如，新能源汽车在碰撞过程中，电池可能会发生自燃，用我们超快X射线探测技术可以找到燃烧的源头，可以知道最初的热点在哪里，进而助力产业进行工艺改进和升级。我们平时吃药，药物和蛋白如何相互结合，会发生什么样的构型变化，也可以用这个方法来研究。”

实现“拍电影”的能力，源于HEPS作为第四代光源的极高亮度——比第三代光源还“高出2到3个数量级”。用张兵兵的话说，有了更亮的光就可以“用更短的快门时间拍摄” 。他透露，该线站能实现最高420皮秒的时间分辨和最高50纳米的空间分辨，拍照能力可达“每秒700万张”。

高压线站、X射线吸收谱学线站、工程材料线站……HEPS一期建设的14条公共光束线站各有所长，张兵兵形容它们，如同“医院的各类检查手段”。每一条线站还都有不同的实验方法。有的可用于观测大型构件内部缺陷，有的专攻纳米尺度的高分辨成像，有的则专注于高压下的物质相变研究。这一切，都使HEPS成为支撑国家重大需求和多学科前沿研究的强大平台。

随着装置建成并启动试用课题实验，团队的角色也在悄然转变。段哲表示，他们的任务从实现验收指标变为优化性能和稳定运行。“加速器有专门的调试时间，这期间加速器团队需要进一步提升加速器性能，在为用户供光做实验这段时间则需要时刻监控束流状态，第一时间解决突发问题。”

而对张兵兵这样的线站负责人来说，工作重心转向了支持用户产出顶尖成果。“建成了世界一流的装置，就该产出世界一流的成果。”他对中青报·中青网记者感慨：“要真正能解决国家重大战略需求和产业创新的真问题。”

用他的话说，HEPS的建成不是简单的“交棒”，而是“角色的转换”。“之前我们是建设者，现在我们是运行者”，目标是帮助国内外科研团队“获得最佳实验数据，产出最高水平的研究成果”。

这是黑夜的一束光

即将到来的春节，HEPS停机，研究者也需要“落实改进措施”。对整个团队而言，“装置每一次重启都是一次挑战”。

在这庞大的团队中，还有更多默默无闻的守护者。他们的细致工作，是装置稳定运行的基石。

探访期间，中青报·中青网记者正好遇到高能所中级工程师张典帅在环状的实验大厅内部骑着自行车过来。他的工作是日常巡视保障。

“我们这个实验装置的实验大厅周长大概有1500米，我的工作是保证里边的所有设备正常运行。”他告诉中青报·中青网记者，高能所工会支援的自行车，成了自己穿梭于这座“科学城堡”的交通工具。

而在谈及春节期间仍需值班时，马长城和石泓都表示，大科学装置的运行模式“决定了大家的工作性质”。而能够守护好它，让它能尽快产出重要的科研成果，就“一切都很值得”。

“每个光源的建设者背后都是一个个家庭，这些家庭都给了我们非常多的支撑。”张兵兵说。

在农历新年脚步渐近的氛围里，这些平日与冰冷设备和复杂数据打交道的科学家们，也有着最朴素的愿望。

“我今年想带孩子们出去走走，爬爬山，挖挖沙子。”谈及春节计划，段哲的想法简单而温暖。这份对家庭的补偿，源于常年扑在项目上的付出。他同样期待停机期带来的思考空间：“有一些现象背后的问题，其实还没有完全理解。停机期间，我们有时间深入思考，提前准备好再次开机之后，能做哪些束流实验。”

段哲更希望研究者们能利用HEPS，解决一些“关键科学问题”，期待HEPS能在科学史上书写新篇章。

张兵兵的新年愿望则兼具个人休整与事业期盼。“第一是希望春节回家好好休息休息。第二个愿望是希望，未来，基于HEPS，能产出重大的科研成果。”张兵兵构想着技术的更广泛应用，“我们的技术完全有希望应用到更多的产业创新领域。”

春节过后，HEPS将立即启动。而对整个HEPS团队来说，这束比太阳亮1万亿倍的光，不仅将用于窥探物质的微观奥秘，更承载着提升国家原始创新能力、解决战略需求关键问题的希望。他们的坚守与付出，在这个春节，汇聚成最具分量的“年味”。

段哲期待光束再次稳定亮起那一刻：“那就表明，我们在停机期间做的准备和开机后的调试工作取得了成功。这也表示我们需要开始坚守，守护这束光的亮度和稳定，为科学家提供世界一流的实验平台。”

光束再次亮起之时，将是新一轮探索的开始，照亮中国基础科学和产业升级更远的征程。

来源：中国青年报客户端