1949年11月,中国科学院在北京成立。
1988年,北京建立了以中关村为中心的第一个国家高新技术产业开发实验区。
2014年,“全国科技创新中心”的城市新定位提出,北京科技创新发展迈出新方向。
2014年至2023年,每万人口发明专利拥有量由48.2件增加到262.9件,国家高新技术企业由1.04万家增加到2.83万家,高新技术产业增加值由4738.5亿元增加到11859.1亿元。
数字的变化足以说明北京对科技创新的投入。近年来,北京以“三城一区”为主平台,协调联动、融合发展。2023年,创新产业集群示范区将承接三大科学城270多项成果。现在我们的中央电视台记者何畅正在怀柔科学城最受瞩目的大型装置之一的调试现场,该装置正逐步进入“全面运行”阶段。
中央电视台记者何畅:准确来说,这个地方叫高能同步辐射源。在现场,你可以看到很多工作人员在监控大屏幕上的实时数据。他们正在做的工作叫光束调制。
首先我们来谈谈为什么这里被称为最受瞩目的大科学设施。
这是因为未来世界上最明亮的光将从这里发射出来,比太阳还要明亮1万亿倍,如此明亮的光其实是由微小电子的加速产生的。
看起来像放大镜
探索微观世界的有力工具
从空中俯瞰这个大型装置,它的整个造型就像一个巨大的放大镜,这也暗示着它是探索微观世界的有力工具。
刚才说的那个小电子,就在这个大圆环里,在我们眼前跑,它跑得有多快?快到光速了!

眼前这些色彩斑斓的装置,是各种精密的磁铁,未来电子就在这些磁铁里面运行。
精细操作
利用电子运动产生最强的光
这一切说起来容易,做起来却很难。我手里拿的是电子的真实轨迹。
电子必须大量地、接近光速地运行,不能撞墙、不能转弯,为了实现精确的控制,这些器件的加工精度和安装误差必须控制在10微米量级。
在这些仪器的控制下,调整电子的运行状态就是束流调谐工作。

加速器建造成功
调整光束进入快车道
好消息是,就在10天前,监测图上出现了这样的波形,这意味着已经有3000亿个电子能够以接近光速的速度在大环内循环。
这意味着光束调整工作已进入快车道,力争早日发出世界最强光。
就像一台巨大的X光机
观察物质的内部结构
制造最强光的目的是什么呢?我们换个场景来解释一下。

这是高能同步辐射源的实验大厅,壁内是储存环,未来电子从这种预留的空穴中射出,就能产生最强的光。
为什么我们需要这么强的光?看这里!
这是医院拍的胸部X光,原理就是用X光来探测我们人体的内部结构,同步辐射源发出的光也是用来研究内部结构的,不过不是人体,而是物质,比如像这样的一块钢板。
想要看清这种高密度、高强度的金属的内部结构,自然需要更强的光线。
用光测量一切
最强光经过光束线处理后到达实验站即可开展实验。
有了实验光之后,我们怎么进行研究呢?一种方法就是用光作为尺子,测量物质的结构。

这是一根头发。我们怎样才能用光来测量它的直径呢?答案是光的衍射。
当光线照射到墙壁上时,墙壁上就会出现这样的衍射斑,通过测量光斑之间的距离,利用特定的公式,就可以推算出头发的直径。
稳步推进
未来将为前沿领域提供创新动力
利用这种最强的光来研究物质的微观世界和生产、生活有什么关系?
正式运行后,未来大到航天材料,小到病毒蛋白,都可以在这里“体检”,助力超导体研究、新型药物研发等,可以说为航空航天、能源环境、生命医学等领域的原始创新提供了最先进的研究平台。
(记者何畅、刘学楠、殷一楠、杨凯)


