要想破解微米級別的“蛋白質(zhì)之謎”，科學(xué)家首先需要的是什么？一座大科學(xué)裝置，一道能穿透微觀物質(zhì)的先進(jìn)光源。6日，位于懷柔科學(xué)城的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施北京高能同步輻射光源（HEPS，俗稱北京光源）完成主體鋼結(jié)構(gòu)施工，周長近1.4公里的裝置區(qū)正式連接成環(huán)。寓意“希望之光”的北京高能同步輻射光源，就像一扇通往微觀世界的“窗口”，建成后將成為世界上亮度最高的第四代同步輻射裝置。

人類生存和發(fā)展從來就離不開對光的利用和開發(fā)。就像手電筒越亮看物體越清楚一樣，要看到微觀物質(zhì)的細(xì)節(jié)，很重要一點(diǎn)是要有足夠的亮度。為制造能量更高、亮度更強(qiáng)的小光斑，人類就發(fā)明了可產(chǎn)生更小光斑的大工具，即同步輻射光源。

同步輻射光源研發(fā)于上世紀(jì)60年代末，被譽(yù)為“神奇的光”。這種裝置的理論基礎(chǔ)來自經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)中的同步輻射定律，利用這一定律，基礎(chǔ)科學(xué)研究者們得以建構(gòu)起一種相對論性電子（或正電子）在磁場中偏轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生同步輻射的高性能新型強(qiáng)光源。

地處懷柔科學(xué)城核心區(qū)的北京高能同步輻射光源項(xiàng)目，由中科院高能所承擔(dān)建設(shè)，是國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃優(yōu)先布局的大科學(xué)裝置之一，總建筑面積約12.5萬平方米，主要包括加速器、光束線和實(shí)驗(yàn)站等。從高空俯瞰看，整體建筑外形似一個(gè)放大鏡，寓意“探測微觀世界的利器”。而這其中，周長近1.4公里的裝置區(qū)，猶如放大鏡的鏡框，是造型的“點(diǎn)睛之筆”，也是將來放置大型科學(xué)儀器的地方。

“過去說一項(xiàng)工程建設(shè)難，常用的詞是體量大、精度高，可對于北京光源這座大科學(xué)裝置來說，每一步都是未知數(shù)，仿佛一次科學(xué)探索。”施工方北京建工集團(tuán)北京光源項(xiàng)目副總指揮兼執(zhí)行經(jīng)理任錦龍?zhí)崞?，自?xiàng)目建設(shè)伊始，就邀請了一支由“最強(qiáng)大腦”組成的超級智囊團(tuán)，提供嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)論證與幫助。結(jié)構(gòu)工程專家、工程振動(dòng)控制與結(jié)構(gòu)抗震專家、中國工程院院士……每一位智囊都是業(yè)界的執(zhí)牛耳者。

可即便如此，進(jìn)入施工階段，第一道關(guān)卡就難倒了所有人。由于肉眼很難察覺的極輕微振動(dòng)也會(huì)對電子束流的穩(wěn)定性帶來極大影響，在地基施工階段，科學(xué)家就提出了一項(xiàng)要求——防微振動(dòng)控制目標(biāo)要小于25納米。

“我們平時(shí)說精度控制在厘米級、毫米級，可納米級，建筑規(guī)范中就沒有這個(gè)詞。”副總工程師榮慕寧舉了一個(gè)生活中的例子，我們常用細(xì)如發(fā)絲來形容纖細(xì)的東西，但其實(shí)人的頭發(fā)的直徑一般在20到50微米，而1納米只有1微米的千分之一。25納米，就意味著結(jié)構(gòu)需要無限趨近于“零沉降”。

“零沉降的地基怎么做？整整4個(gè)月的時(shí)間，我們不是在做試驗(yàn)，就是在去做試驗(yàn)的路上。”榮慕寧介紹，反復(fù)試錯(cuò)后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)才選定對未來光源裝置區(qū)的儲(chǔ)存環(huán)隧道及實(shí)驗(yàn)大廳地基采用厚達(dá)3米的素混凝土進(jìn)行基礎(chǔ)換填。

隨著今天最后一根鋼梁吊裝到位，北京光源完成主體鋼結(jié)構(gòu)施工，下一步將投入金屬屋面及機(jī)電安裝施工。同時(shí)，裝置區(qū)結(jié)構(gòu)內(nèi)，重晶石混凝土隧道澆筑也在熱火朝天地推進(jìn)中。

中科院高能物理所相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，按照目前規(guī)劃，北京光源將于2025年建成運(yùn)行。屆時(shí)，它不僅是我國第一臺高能同步輻射光源，也將是世界上最亮的第四代同步輻射光源，能夠?yàn)榛A(chǔ)科學(xué)和工程科學(xué)等領(lǐng)域原創(chuàng)性、突破性創(chuàng)新研究提供重要支撐平臺。

內(nèi)容策劃：北京建工公關(guān)宣傳部