科研的道路上，從來(lái)不是灑滿陽(yáng)光的。我們更像是在黑夜中摸索前行，會(huì)跌倒無(wú)數(shù)次，甚至滑入泥潭中。好在，前人奠定的基礎(chǔ)和拓荒的足跡，就像黑夜中的星光，雖不夠完全照亮前程，但也足以提供希望和信心。

 星軌（圖源：pixabay） 

迄今為止，我在加速器領(lǐng)域摸爬滾打四十年了，見(jiàn)證了從“正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)”（BEPC）到“高能同步輻射光源”(HEPS）的跨越式發(fā)展歷程。這期間有取得成績(jī)的歡愉，更多的是挫折和復(fù)雜的感受。在黑夜中前行的感覺(jué)不時(shí)伴隨著我，但希望的星光也時(shí)刻指引著我。

在這里，我想將自己兩個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)歷分享給大家。

 北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)鳥瞰圖（圖源：“中央廣電總臺(tái)中國(guó)之聲”公眾號(hào)）

在十幾年前，我主持研發(fā)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)重大改造工程（BEPCII）的核心系統(tǒng)——500MHz超導(dǎo)腔系統(tǒng)。它相當(dāng)于汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，重要性自不必說(shuō)。最終，兩套超導(dǎo)腔順利研制出來(lái)了，但嚴(yán)格意義上說(shuō)，是日本研制的腔。全球的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，超導(dǎo)腔有一定幾率會(huì)突發(fā)故障，一旦發(fā)生就不得不停機(jī)，如果沒(méi)有備機(jī)，一停就是一年以上。因此，一定要有備用腔，但研制難度太高，當(dāng)時(shí)做不出來(lái)。不光是我們做不出來(lái)，全世界也沒(méi)幾個(gè)國(guó)家能做出來(lái)。

那么，我們敢不敢、能不能自主研發(fā)BEPCII的備用超導(dǎo)腔？這個(gè)問(wèn)題，別人問(wèn)我們，我們也在問(wèn)自己。這回是真刀真槍硬碰硬了，成功了，皆大歡喜；失敗了，團(tuán)隊(duì)乃至每個(gè)人的能力，都將被懷疑。

但這事來(lái)不及多想，因?yàn)闀r(shí)間不等人。更何況，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，要想不受制于人，掌握核心部件制造工藝和總體集成技術(shù)、擁有獨(dú)立的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，就是我國(guó)發(fā)展高科技的必由之路。

回想起來(lái)，我們當(dāng)時(shí)是硬著頭皮但又義無(wú)反顧地扛下了任務(wù)，鉚足了勁，一門心思要把腔造出來(lái)。很多老一輩科學(xué)家，也紛紛鼓勵(lì)我們。也正是他們當(dāng)年勇往直前的奮斗精神，強(qiáng)烈地激勵(lì)著我們。

經(jīng)過(guò)幾年刻苦攻關(guān)，克服了重重困難、經(jīng)歷了無(wú)數(shù)挫折，我們最終從無(wú)到有，研制出了500MHz超導(dǎo)腔系統(tǒng)，并于2017年投入BEPCII運(yùn)行。這是自主研制的超導(dǎo)腔系統(tǒng)首次替代進(jìn)口在大科學(xué)裝置上運(yùn)行，不僅開辟了國(guó)產(chǎn)化新路，而且我國(guó)也由此躋身于少數(shù)可成功研制超導(dǎo)腔的國(guó)家之列。令人欣喜的是，它的性能超乎想象的好，而且沒(méi)有任何故障。到現(xiàn)在，這個(gè)腔及其系統(tǒng)依然表現(xiàn)優(yōu)異，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期穩(wěn)定載束，支撐著BEPCII取得了許多世界級(jí)的發(fā)現(xiàn)。這也是目前我國(guó)唯一在大科學(xué)裝置上長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的超導(dǎo)腔系統(tǒng)。

 高能同步輻射光源（HEPS） 

第二個(gè)項(xiàng)目是HEPS。它是亞洲首臺(tái)第4代光源、我國(guó)首臺(tái)高能光源。HEPS的核心是一臺(tái)儲(chǔ)存環(huán)加速器，是全世界首批10皮米弧度量級(jí)自然發(fā)射度的光源之一?；谌澜缱畹偷陌l(fā)射度，它將會(huì)產(chǎn)生全世界最亮的光。為此，磁鐵、電源、真空、注入等所有的硬件指標(biāo)，均要達(dá)到世界最高標(biāo)準(zhǔn)。

2020年初，我擔(dān)任了HEPS的總指揮，“建造最亮的同步輻射光源”的世界級(jí)挑戰(zhàn)，就這樣擺在了我面前，而我那時(shí)已經(jīng)60歲了。多年奮戰(zhàn)后，它已經(jīng)成功發(fā)射出了第一束光，初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果也已充分驗(yàn)證了第4代光源性能的卓越性。

這些年我接受了許多采訪，記者問(wèn)得最多的一個(gè)問(wèn)題是：在這個(gè)年紀(jì)接下HEPS，你是怎么想的，就沒(méi)有畏懼之心嗎？我的回答是：怎么會(huì)不畏懼？但既然歷史選擇了我，我也答應(yīng)了，那就要把這項(xiàng)工作做好。

做任何前人沒(méi)有做過(guò)的事情都會(huì)有畏懼感，沒(méi)有這份畏懼感，事情也做不好；而我感受更多的，卻是如履薄冰，是沉甸甸的責(zé)任。

建成HEPS，將提供世界級(jí)研究成果的重要支撐平臺(tái)，大大提升我國(guó)的科技實(shí)力；如果沒(méi)有它，我們將永遠(yuǎn)在國(guó)外的成果后面跟跑。這就是我無(wú)所畏懼的初心和原動(dòng)力。

 高能同步輻射光源儲(chǔ)存環(huán)設(shè)備裝調(diào) 

HEPS項(xiàng)目聚集了幾百名科研工作者，攻克了絕大部分技術(shù)難關(guān)，大幅提升了我國(guó)加速器和光束線站的建設(shè)水平。這個(gè)過(guò)程中，既有眾多可歌可泣的人物，也有許多頑強(qiáng)攻關(guān)的故事。正是有了這個(gè)敢為人先的集體，和無(wú)數(shù)個(gè)潛心鉆研的日日夜夜，才成就了今天的工程進(jìn)展和驕人業(yè)績(jī)。2024年8月6日凌晨，HEPS儲(chǔ)存環(huán)首次成功實(shí)現(xiàn)單束團(tuán)束流存儲(chǔ)，目前束流已累積到40毫安以上，并產(chǎn)出了第一束高能同步輻射光，開始了同步光線站的樣品實(shí)驗(yàn)。

HEPS能取得今天的成績(jī)，是幾代加速器人的不懈努力，更是踐行科學(xué)家品行、傳承科學(xué)家精神的巨大收獲和必然成果。老一輩科學(xué)家的精神品德，就像黑夜中閃亮的星光，引我方向，照我路程，伴我前行。

本文作者

潘衛(wèi)民，中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究員，現(xiàn)任高能同步輻射光源工程總指揮。主持研發(fā)了多個(gè)頻段的超導(dǎo)腔系統(tǒng)和連續(xù)波超導(dǎo)腔質(zhì)子直線加速器，突破了多項(xiàng)瓶頸技術(shù)，多次獲北京市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)等。