照亮微观世界

[新春走基层·智绘新图景]

◎本报记者陆成宽陈可轩

从北京城区出发，一路向东北行驶，城市的喧嚣渐行渐远，燕山山脉的轮廓在车窗外徐徐展开。约一小时后，记者来到了地处怀柔科学城的高能同步辐射光源（HEPS）。

春节前夕，虽然街头巷尾年味日浓，但一踏入HEPS线站，却是另一番景象：仪器运行声此起彼伏，身着白色工装的工作人员在设备间来回穿梭，屏幕上的参数不断跳动。这里没有节前的松弛，只有分秒必争的忙碌。

在HEPS硬X射线成像线站，中国科学院高能物理所助理研究员王艳萍一大早就忙起了猕猴脑样品的成像实验。该实验要通过高能X光揭示猕猴脑内神经元的三维分布。

“这是已提前完成染色处理的样品。染色就是给特定神经贴上‘高亮标签’，让其在X光成像中更易被清晰捕捉。”王艳萍指着正要“拍摄”的猕猴脑样品向记者介绍。她此时的任务是精准调控“拍摄”的角度与光线，确保拍出的每一帧图像都清晰可辨。

这里的“拍摄”与日常生活中的拍照截然不同。普通相机通过镜头采集可见光，并将其汇聚到图像传感器上，主要拍摄物体表面；而高能同步辐射光源产生的光，波长短、能量高，能够穿透样品内部，观测到物体内部结构等信息。

“这本质上是对样品内部结构进行无损的‘CT检查’。由于设备单次扫描的视野有限，对大样品，我们需要移动样品进行多次扫描，才能完成‘拍摄’。”王艳萍一边在样品台前进行操作，一边解释原理和步骤。

这个“拍摄”过程听起来容易，做起来却很难。“光束随时可能有波动，我们必须24小时值守，保证最优状态。在‘CT扫描’的过程中，我们既要优化成像条件，也得时刻关注设备状态，必须保持注意力高度集中，不能有半点疏忽。”王艳萍严肃地说。

从HEPS硬X射线成像线站出来，记者来到了HEPS实验大厅。在这里，HEPS工程总指挥、中国科学院高能物理研究所研究员潘卫民告诉记者，HEPS的应用范围远不止脑科学——从古生物化石的内部结构揭秘，到航空航天材料“体检”；从新能源电池充放电过程实时观测，到病毒蛋白结构的多维度解析，它就像一个多学科交叉的“超级显微镜”，能够在众多前沿科学领域开展关键支撑实验。

“这是我国首台高能量的同步辐射光源，也是亚洲第一个第四代同步辐射光源。它能发射比太阳亮度高1万亿倍的光，帮助科研人员更好地‘看清’微观世界，揭示物质微观结构及其生成演化过程和机制。”站在HEPS模型前，潘卫民进一步介绍。

HEPS一期建设14条用户光束线站和1条测试线站，可提供能量达300千电子伏的X射线。在满足国家重大战略需求和工业核心创新能力研究需求的同时，HEPS还将引领产业实现跨越式发展，在工程材料、芯片微电子、新药创制等领域的开发应用研究中提供有力支撑。

“我们可以给用户提供一个非常好的测试平台。很多实验对光源要求极高，部分实验在世界范围内只有在我们这里能做。我们已经与巴西、西班牙等国家的光源签署了合作协议，来自英国、新加坡的用户也已在此开展实验。”潘卫民语气中满是自豪，“下一步，我们要进一步提升性能，更好地满足用户的实验需求，争取早日产出更多、更好、更有影响力的成果。”