深圳建设大科学装置是“刚需”

8月18日，深圳光明科学城综合粒子设施研究院首栋建筑开工建设，标志着光明科学城大科学装置集群建设从“规划设计”进入到“实施建设”阶段。听闻这一消息，中国科学院院士、南方科技大学理学院院长、广东院士联合会会员杨学明表示很振奋。

目前，他正在帮助深圳规划中能X射线自由电子激光的建设。该装置建成后，将与规划中的同步辐射装置“交相辉映”，成为综合粒子设施研究院的“双子星”，也成为光明科学城大科学装置的重要一员。

杨学明院士充满期待地说，希望中能X射线自由电子激光装置能在2026年建成，并能向全世界开放。

今年4月，《深圳市人民政府关于支持光明科学城打造世界一流科学城的若干意见》(以下简称“《若干意见》”)正式印发实施。其中明确提到，光明科学城的建设必须牢牢抓住大科学装置建设这个“牛鼻子”。为什么深圳如此重视大科学装置？杨学明说，这是深圳建设综合性国家科学中心的“刚需”。

“目前，我国的大科学装置主要分布于京津冀和长三角区域，其中北京、上海、合肥分布最为集中。在粤港澳大湾区，除了东莞的散列中子源大科学装置以外，几乎没有其他重大基础科学设施，相对落后于上海和北京地区的发展，这制约了粤港澳大湾区以及华南地区相关领域的科学技术研究发展，不利于综合性国家科学中心及粤港澳大湾区国际科技创新中心的建设。” 杨学明说，建设大科学装置是深圳科技“源头创新”的内在需求。

据介绍，高重复频率X射线自由电子激光(XFEL)，是目前世界上最为先进的X射线光源，它同时具备极高的峰值亮度、高平均亮度、超短脉冲和高度相干等特性，为物理、化学、生物医学、材料科学、能源科学等学科中的世界科技前沿研究领域，提供了前所未有的研究手段。

“我知道这非常难，但是我就是要做一些别人没做过的事情！跟着别人的步伐，是永远无法实现超越的。”谈及目前正在规划、推进的中能X射线自由电子激光大科学装置，杨学明院士坦言挑战大、困难多，但他有决心，也有底气。

此前，杨学明主持建成的“大连相干光源”，是我国第一台大型自由电子激光用户装置，也是当前世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置。

迄今为止，世界上尚无可运行的连续波模式的高重复频率X射线自由电子激光装置。美国的装置预计2021年建成并投入使用，上海的装置预计将在2025年投入使用。此次规划的中能高重复频率X射线自由电子激光装置，将成为又一台先进的高重复频率自由电子激光装置，将覆盖整个软X射线波段，与上海的装置形成波段和地域上的互补，可以支撑8条世界一流的光束线和数十个实验终端，为物理、化学、生物、医药、材料、能源、环境等领域，提供最先进的大科学实验平台。

杨学明坦言，深圳目前在重大科技基础设施建设方面还存在短板，其根本原因在于深圳缺乏建设重大科技基础设施的高水平研究机构和研究队伍。这使得重大基础科学设施的研发经验不足。“我希望借助中能X射线自由电子激光装置的规划、建设，可以打造一个强有力的科研团队。”

为了吸引人才，作为项目主要参与单位，南方科技大学积极筹建成立自由电子激光研究中心，希望能成为人才的“吸铁石”。