6月29日，北京風和日麗。在美麗的雁棲湖附近，懷柔科學城兩個大科學裝置——高能同步輻射光源（HEPS）和多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學成像設(shè)施同日開建。一個是探測微觀世界的“超級顯微鏡”，另一個是生命醫(yī)學領(lǐng)域世界一流的重大科技設(shè)施。

　　不久前，美國能源部基礎(chǔ)能源科學顧問委員研究報告《調(diào)控物質(zhì)和能量：科學的五個挑戰(zhàn)及展望》指出，“當前，人類已進入物質(zhì)調(diào)控時代。通過更精細地認識物質(zhì)（包括生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)），在原子甚至電子水平調(diào)控物質(zhì)，使其具有期望的功能和性能。先進光源在其中起著關(guān)鍵作用”。顯然，為讓人類游刃于物質(zhì)調(diào)控時代，中國正鑄造兩把“利器”。

　　造把“放大鏡”探清微觀世界 精細到10納米量級

　　“光越強，就越容易看得清楚。高能同步輻射光源的建筑外形猶如‘放大鏡’，寓意為探測微觀世界的利器，可達10納米量級空間分辨能力?！备吣芡捷椛涔庠错椖扛笨偨?jīng)理、中科院高能物理研究所多學科中心主任董宇輝在接受科技日報記者采訪時表示。

　　“要看清楚粵港澳大橋上某個工件如何斷裂，目前我們不能做到，而若模擬南方高鹽、高濕、高溫環(huán)境下工件的狀態(tài)，用先進光源觀察，可以看到其材料分子級的裂縫程度，從而可實現(xiàn)在其變化過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行調(diào)控。”董宇輝表示，這種明察秋毫的本領(lǐng)適用于解決很多行業(yè)中的共性問題，可廣泛應用到先進材料、航空航天、能源、醫(yī)藥、化工、生物工程和微細加工等領(lǐng)域，提供突破瓶頸問題的手段，從而推動技術(shù)創(chuàng)新，提升企業(yè)核心競爭力，促進相關(guān)高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　高能同步輻射光源項目經(jīng)理、中科院高能物理研究所副所長秦慶表示：“HEPS項目是在不斷研發(fā)、攻克難題中推進建設(shè)的，主要包括加速器、光束線站及輔助設(shè)施等，預計2025年建成運行，新建建筑面積12.5萬平方米?！?/p>

　　據(jù)秦慶介紹，HEPS主加速器的周長為1360.4米，電子束流能量為60億電子伏特，設(shè)計亮度極高。主加速器采用7BA彎鐵消色散的結(jié)構(gòu)單元，可實現(xiàn)電子束流的水平自然發(fā)射度小于60皮米·弧度，這也是第四代衍射極限光源的主要特點。這個設(shè)施將建設(shè)不少于90條高性能光束線和實驗站的能力，可提供能量高達30萬電子伏特并具有高亮度、高相干性等特點的同步輻射光，以及具備納米量級空間分辨、皮秒量級時間分辨、毫電子伏特量級能量分辨能力。

　　據(jù)介紹，建成后的HEPS將是我國第一臺高能同步輻射光源，也是世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一。

　　生物醫(yī)學全功能研究平臺 將達世界一流水準

　　“我們知道，同一尺寸下，顯示分辨率越大，圖像越小，反之越大。而多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學成像裝置可以實現(xiàn)顯示分辨率越大，圖像越大的效果。而且還可以從不同時間和空間尺度上形成‘全景圖’?！倍嗄B(tài)跨尺度生物醫(yī)學成像項目副總工程師、北京大學教授孫育杰告訴記者。

　　孫育杰進一步解釋道：“生命科學研究的對象小到分子活動，大到動植物的生長，從納米級到分米級，從毫秒級到月、年，這就需要更清晰的成像技術(shù)。如要了解人是如何思考的，就要對人腦研究，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中有10億多個神經(jīng)元，神經(jīng)突觸達千億級。針對不同尺度，用顯微鏡看神經(jīng)元細胞的大分子，用電鏡技術(shù)探看神經(jīng)突觸，用磁共振技術(shù)觀察腦部的其他活動等，然后我們通過影像技術(shù)分析及大量計算，最終把不同空間、時間尺度的研究對象模態(tài)融合成完整的立體圖像信息。”

　　“猶如谷歌地圖一樣，既有整個城市的信息，又能不斷放大，從北京找到頤和園路，找到北京大學，還可以記錄變化過程中的細節(jié)。”孫育杰表示。

　　據(jù)介紹，多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學成像設(shè)施由北京大學作為法人單位，聯(lián)合中科院生物物理所建設(shè)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，總投資17.35億元，預計2023年建成運行。將實現(xiàn)高端生物醫(yī)學影像儀器裝備的“中國創(chuàng)造”，成為生命醫(yī)學領(lǐng)域世界一流的重大科技設(shè)施。

　?。ㄔd于《科技日報》2019年7月1日第03版：http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2019-07/01/content_424700.htm?div=-1）