近日，位于北京怀柔科学城的国家重大科技基础设施——高能同步辐射光源（HEPS）已正式建成并进入调试阶段。作为全球最先进的第四代同步辐射光源之一，它被誉为“探测微观世界的超级显微镜”，为材料科学、生命科学、能源环境等领域提供前所未有的高亮度、高相干性X射线。这一智能科学工具的启用，标志着中国在大科学装置领域迈入国际领先行列。
核心功能：从原子尺度解析物质结构
高能同步辐射光源通过加速电子至接近光速，在环形轨道中产生高能量、高亮度的同步辐射光。其核心功能包括：
- 超高空间分辨率：能够分辨原子级别的细微结构，精度达到纳米甚至皮米级别。
- 超快时间分辨：捕捉飞秒至皮秒级的动态过程，例如化学反应瞬间、蛋白质折叠。
- 多模态成像：集成X射线衍射、散射、吸收谱等多种技术，实现“一站式”原位实验。
技术优势：第四代光源的突破性性能
相比第三代光源，HEPS采用多弯铁消色散（MBA）磁铁结构，将电子束发散度降低至衍射极限，使光源亮度提升数个数量级。其优势体现在：
- 高相干性：支持相干衍射成像，无需晶体即可获得生物大分子三维结构。
- 高稳定性：束流位置稳定性优于纳米级，确保实验数据的可靠性。
- 多光束线站：首批建设14条光束线站，覆盖硬X射线、软X射线及红外波段，满足不同学科需求。
应用场景：驱动前沿科学突破
材料科学：助力新能源与半导体研发
利用高能同步辐射光源可实时观察电池材料在充放电过程中的相变、应力分布，为下一代锂硫电池、固态电池提供设计依据；同时支持芯片制造中的缺陷检测与纳米薄膜应力分析。
生命科学：破解蛋白质与病毒结构
该光源帮助科学家解析新冠病毒S蛋白、阿尔茨海默病相关淀粉样纤维等大分子复合物的精细结构，加速药物靶点发现与疫苗设计。
环境与能源：催化反应原位表征
在催化领域，可动态追踪催化剂表面活性位点的变化，为高效制氢、二氧化碳还原等绿色催化过程提供机理指导。
目前，该设施已面向全球科研团队开放用户申请，其官方网站为 高能同步辐射光源官方网站，用户可通过该平台预约实验机时、获取技术文档。作为智能科学工具，HEPS将极大提升中国在基础科学领域的原始创新能力，成为怀柔科学城“科学+产业”双轮驱动的核心引擎。