讀創/深圳商報首席記者 吳吉 通訊員 勞湘雯
日前，深圳光明科學城綜合粒子設施研究院首棟建築開工建設，標誌著光明科學城大科學裝置集群建設從「規劃設計」進入到「實施建設」階段。聽聞這一消息，中國科學院院士、南方科技大學理學院院長、廣東院士聯合會會員楊學明表示很振奮。目前，他正在幫助深圳規劃中能X射線自由電子雷射的建設。該裝置建成後，將與規劃中的同步輻射裝置「交相輝映」，成為綜合粒子設施研究院的「雙子星」，也成為光明科學城大科學裝置的重要一員。
「深圳建設綜合性國家科學中心離不開大科學裝置。中能X射線自由電子雷射大科學裝置一旦建成，將對深圳乃至粵港澳大灣區的基礎科學研究以及產業技術研發起到極大的推動作用。」楊學明院士充滿期待地說，希望中能X射線自由電子雷射裝置能在2026年建成，並能向全世界開放。
大科學裝置是深圳「剛需」
今年4月，《深圳市人民政府關於支持光明科學城打造世界一流科學城的若干意見》（以下簡稱「《若干意見》」）正式印發實施。其中明確提到，光明科學城的建設必須牢牢抓住大科學裝置建設這個「牛鼻子」。為什麼深圳如此重視大科學裝置？楊學明說，這是深圳建設綜合性國家科學中心的「剛需」。
楊學明指出，2019年8月發布的《中共中央國務院關於支持深圳建設中國特色社會主義先行示範區的意見》提出，以深圳為主陣地建設綜合性國家科學中心。「目前，我國的大科學裝置主要分布於京津冀和長三角區域，其中北京、上海、合肥分布最為集中。在粵港澳大灣區，除了東莞的散列中子源大科學裝置以外，幾乎沒有其他重大基礎科學設施，相對落後於上海和北京地區的發展，這制約了粵港澳大灣區以及華南地區相關領域的科學技術研究發展，不利於綜合性國家科學中心及粵港澳大灣區國際科技創新中心的建設。」
楊學明說，建設大科學裝置是深圳科技「源頭創新」的內在需求。
據介紹，高重複頻率X射線自由電子雷射（XFEL）是目前世界上最為先進的X射線光源，它同時具備極高的峰值亮度、高平均亮度、超短脈衝和高度相干等特性，為物理、化學、生物醫學、材料科學、能源科學等學科中的世界科技前沿研究領域提供了前所未有的研究手段。世界主要科技發達國家，包括美國、德國、日本、瑞士和韓國等都在爭相建設各自的X射線自由電子雷射裝置，以掌握科技發展主動權。而這其中，又以基於超導高頻技術的高重複頻率X射線自由電子雷射裝置最為先進。可以預見，這樣的大科學裝置落戶深圳，將成為深圳乃至粵港澳大灣區科技發展的新引擎。
既要「先進」，也要「獨特」
「我知道這非常難，但是我就是要做一些別人沒做過的事情！跟著別人的步伐，是永遠無法實現超越的。」談及目前正在規劃、推進的中能X射線自由電子雷射大科學裝置，楊學明院士坦言挑戰大、困難多，但他有決心，也有底氣。
此前，楊學明主持建成的「大連相干光源」是我國第一臺大型自由電子雷射用戶裝置，也是當前世界上唯一運行在極紫外波段的自由電子雷射裝置。如今在深圳再構建一個軟X射線電子雷射大科學裝置，楊學明要做的絕不是重複。他告訴記者，深圳規劃的中能X射線自由電子雷射裝置在波段上是「獨特的、最先進的」。他說：「在深圳建的裝置比大連的裝置更大，長度是大連相干光源的20倍，並且隨著超導加速器技術的發展，光的亮度有望提高3到4個量級。建成後，這一裝置將可以產生世界上最亮的軟X射線自由電子雷射光源，是真正意義上的下一代自由電子雷射技術。」楊學明強調，裝置不是越大越好，「我認為深圳的裝置在波段上要做到世界上獨特少有, 要能夠開展獨特的研究。」
迄今為止，世界上尚無可運行的連續波模式的高重複頻率X射線自由電子雷射裝置。美國的裝置預計2021年建成並投入使用，上海的裝置預計將在2025年投入使用。此次規劃的中能高重複頻率X射線自由電子雷射裝置將成為又一臺先進的高重複頻率自由電子雷射裝置，將覆蓋整個軟X射線波段，與上海的裝置形成波段和地域上的互補，可以支撐8條世界一流的光束線和數十個實驗終端，為物理、化學、生物、醫藥、材料、能源、環境等領域提供最先進的大科學實驗平臺。
打造人才聚集的「吸鐵石」
楊學明坦言，深圳目前在重大科技基礎設施建設方面還存在短板，其根本原因在於深圳缺乏建設重大科技基礎設施的高水平研究機構和研究隊伍。這使得重大基礎科學設施的研發經驗不足。「我希望藉助中能X射線自由電子雷射裝置的規劃、建設，可以打造一個強有力的科研團隊。」
楊學明表示，儘管我國擁一批有自由電子雷射建設與運行經驗的高水平科學家和科學應用人才，但相對分散，未能有效集中而形成強有力的研發團隊。為了吸引人才，作為項目主要參與單位，南方科技大學積極籌建成立自由電子雷射研究中心，希望能成為人才的「吸鐵石」。「做這樣的大科學裝置，必須是全國性的合作，不可能一個人一家單位做。大家要拿出最好的技術來夯實基礎，還要跟未來做科學應用的人充分溝通，這樣，儀器建成之後才能發揮很好的作用」。
在楊學明心中，未來的中能X射線自由電子雷射裝置將成為一個人才的「聚寶盆」，圍繞裝置組建8到10個方向的研究隊伍，且能讓深圳乃至粵港澳大灣區的高校、科研機構都能在人才培養、科研研究、服務產業等方面獲益。