他的名字與光源大科學裝置緊密相連

中科院上海高等研究院副院長、上海光源科學中心主任趙振堂的名字，是與光源大科學裝置緊密相連的。21年前，為了建設上海光源，他從北京來到地處滬郊嘉定一片農田旁的中科院上海應用物理研究所。21年後的今天，這位中國工程院新晉院士，依然在為上海光源的運行開放、性能不斷改進以及加速器大科學裝置的發展奔忙著。

“我國現有的大科學裝置多是集成創新，原始創新還不夠多。未來需要更多的自主創新，以滿足更前沿的科研需要，這是我們今後的努力方向。”風塵仆仆剛出差回來的趙振堂，接受了解放日報·上觀新聞的專訪。

趙振堂在上海光源實驗大廳

上海光源是我國用戶最多的大科學裝置

今年58歲的趙振堂，與加速器打了整整40年的交道。他是我國恢復高考之後清華大學第一屆加速器物理及應用專業的學生，從1978年起在校園裡度過了12年的求學時光，獲得了博士學位。1990年，他到中科院高能物理研究所做博士後，在剛剛建成的北京正負電子對撞機上潛心專研、摸爬滾打，逐漸成為裝置運行和升級改進的骨乾。1998年，為了研製和建設上海光源加速器，他奉調擔任了上海光源工程副總經理，歷任中科院上海應用物理研究所副所長、所長。

2009年5月6日，上海光源正式對用戶開放。這一科學地標的崛起，使得中國以同類裝置最少的投資和最快的建設速度，加入到世界第三代同步異塵餘生光源裝置的第一方陣。至今，已有來自全國各地544家部門約2900個課題組的25000多名研究人員在此開展實驗，上海光源已成為我國用戶和成果產出最多的大科學裝置。

上海光源支撐用戶在前沿研究領域產生了一批有世界影響力的重大成果，其中一項成果被美國《科學》“十大科學突破”引用；一項成果入選歐洲《物理世界》十大突破；一項成果入選美國物理學會標誌性進展；一項成果入選美國《物理評論》125周年49篇精選論文；四項入選中國科技十大進展新聞；六項成果入選中國科學十大進展。用戶在《科學》《自然》《細胞》三個國際頂級刊物發表論文109篇。

上海光源外景

高產出的背後，正是上海光源始終對標國際一流的結果。從一開始，開機率、平均故障修複時間、成果產出率等就是“硬指標”。十年來，裝置穩定高效運行、性能不斷提升，這些“硬指標”處於同類裝置的國際先進水準。上海光源還持續開展了加速器改進和同步異塵餘生實驗方法學及應用研究，實現了恆流運行、軌道快反饋、注入模式和束團填充模式控制；攻克了多種新型波蕩器和數字化測控技術，發展了涵蓋紅外、軟X射線、硬X射線波段的衍射、散射、譜學、成像等。

在張江建設光子大科學裝置集群

“下一個十年，上海光源線站數量將達到基本飽從而進入運行開放的黃金時段，與此同時，我們正在發展新的增長點，建設光子大科學裝置集群。”如果說上海光源可以給分子拍照，接下來需要給運動的分子拍電影。”趙振堂給記者講了一個故事：馬在奔跑的時候是否會四蹄同時離地？100多年前人們對此有很大爭議，後來通過快速攝影拚接發現，馬奔跑時確實有四蹄離地的瞬間。在原子分子尺度上，物質內部的結構和動態變化是怎樣的？化學鍵形成和斷裂的那一刻又是如何的？這些瞬間都是飛秒量級的，新一代光源--自由電子雷射裝置可以幫助科學家給出答案。

趙振堂2011年擔任國際自由電子雷射大會主席

目前，全世界已有的X射線自由電子雷射裝置基本都是工作在自發異塵餘生自放大的模式上，空間相乾性好，但時間相乾性差。“國際上對於空間和時間全相乾的硬X射線自由電子雷射至今也還沒有成熟的技術路線，我們正在進行積極的探索。”據介紹，上海軟X射線自由電子雷射用戶裝置，是我國第一台X射線自由電子雷射用戶裝置，預計2020年底建成。屆時，同步異塵餘生光源和自由電子雷射將一起為科學家提供實驗能力更強的大科學研究平台。上海硬X射線自由電子雷射已於2018年動工建設，上海光源未來的重大升級改造—衍射極限儲存環光源也正在研究之中，一座世界級的光子大科學裝置集群正在浦東張江崛起。