王勇在上海光源軟X射線譜學顯微光束線站 鄭瑩瑩 攝
在上海浦東一個外形像「甜甜圈」的建築裡,光似乎停住了腳步。光的這頭是末端,站著中國科學院上海應用物理研究所研究員王勇,往前45米的那頭,是這個光束線站起始的光源點。
這個中間空心的建築是中國這幾年興起的知名大科學裝置之一——上海光源,它是中國第一臺第三代同步輻射裝置,產生寬波段的同步輻射光,每天供給全世界的前沿科學研究團隊使用。
自上世紀40年代,人類在電子同步加速器上首次觀測到同步輻射光,70多年來,同步輻射光源已經歷了三代發展,上海光源的建成,標誌著中國加入了「第三代同步輻射光源俱樂部」。
如果將上海光源比喻成一個周長達432米的「甜甜圈」,將其截成數十段,每隔一段距離伸出一條長長的線,就是一個光束線站,像這樣的光束線站,上海光源一共有32條,其中16條自2009年起陸續建成投用,二期工程的16條光束線站正在建設中。
王勇在上海光源的光束線站內 鄭瑩瑩 攝
40歲的王勇,是一期其中一條光束線站——軟X射線譜學顯微光束線站的負責人。
一年有8760個小時,王勇說,上海光源每年開機運行7300多個小時,除去維護時間,一年對用戶開放多達4500個小時。
伴隨著中國科學發展,這些年,使用上海光源的用戶數量越來越多了。王勇回憶,2009年上海光源剛開始運行的時候,使用同步輻射光源的課題組還比較少,當時申請的通過率很高,大概在90%以上,也就是100個人來申請,大概90多個都能通過。後來,伴隨申請人數越來越多,設備運行時間固定,因而通過率逐漸下降,目前大概在50%至60%。
上海光源的用戶除了數量越來越多,範圍也越來越廣。王勇介紹,目前上海光源的用戶基本覆蓋了除寧夏之外的中國大陸版圖,還有很多國際實驗團隊。
自2006年起,這已是王勇來到上海光源的第13個年頭,而他和這一束束光線的結緣,還得從三種角色說起。
第一種,用戶。1999年至2004年,彼時,王勇尚在北京的中國科學院物理研究所攻讀博士,他以用戶身份去北京同步輻射裝置做實驗。
第二種,運行人員。2004年畢業後,王勇去了中國科學院高能物理研究所做了兩年博士後,那時候他是以運行人員的角色,參與北京同步輻射裝置的運行,除了做實驗外,還進行了實驗站的設備維護等。
第三種,建設者。2006年,王勇博士後出站,那時,上海光源正在建設期間(上海光源一期從2004年開始建設,2009年建成),他正好加入了團隊,開始作為一個建設人員,來參與同步輻射。2006年至2009年,他參與了軟X射線譜學顯微光束線站的建設,在項目中擔任光束線負責人,負責光束線的物理設計與整體調試。2010年至2014年,他參與了世界上能量解析度最高的軟X線站「夢之線」的建設,在項目中擔任實驗分總體負責人,負責光束線的物理設計、初步設計與整體調試。
總結這三種角色,王勇說,每個階段對同步輻射領域的認識逐步加深,從只會皮毛到深入理解,「相當於剛開始只會開車,後面會修車,最後會造車。」
從開始接觸同步輻射,一直到現在,王勇說自己沒有做過特別多的選擇,與同步輻射的結緣也比較自然而然,「大概是興趣吧,我覺得挺有意思的,它能夠探測未知,而且是細微之處的未知,肉眼看不到的物質微觀結構,卻能用同步輻射探測到,這個很有意思。」
以軟X射線譜學顯微光束線站為例,王勇介紹,這條線的特點是把X光進行單色化和聚焦,聚成30納米的尺度,然後再對樣品進行成像,「生物細胞的尺寸大概是幾個微米,這條光束線的空間解析度可以達到30納米,因此可以用來看清細胞,還可以看清細胞內部的某種特定元素,比如鐵元素的分布情況。」
接下來,王勇又有了新任務。上海光源二期從2016年啟動,預計將於2022年建設完成。這次,王勇負責4條線站的建設,「技術在發展,性能指標要求會更高」。