在合肥北郊未來大科學(xué)城，一只巨型“靈眸”正悄然成型。

這只“眼睛”并非自然造物，而是總投資超27億元的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——合肥先進光源（HALF）。

作為國際最先進的低能區(qū)第四代同步輻射裝置，合肥先進光源的軟X射線亮度與相干性較前代提升百倍，將在物理、材料、生命科學(xué)等領(lǐng)域打開微觀世界的“超清窗口”。

事實上，從2017年合肥獲批國家綜合性國家科學(xué)中心，到2023年項目正式獲批并開工，再到2025年配套工程封頂，這座周長480米的環(huán)形“科技燈塔”正以每秒60萬圈的電子束流速度，勾勒中國全能量區(qū)先進光源體系的最后一塊拼圖。

“靈眸”的誕生，不僅標(biāo)志著我國同步輻射技術(shù)躋身全球第一梯隊，更將為量子信息、芯片制造、生物醫(yī)藥等戰(zhàn)略領(lǐng)域提供“看得更清、測得更準(zhǔn)”的科研利器，成為探索納米世界的“超級顯微鏡”。

從空中俯瞰，合肥先進光源宛如一只凝視微觀世界的“靈眸”——480米周長的儲存環(huán)構(gòu)成“眼眸”核心，直線加速器與光束線站如同“視神經(jīng)”延伸，總占地面積約657畝，總建筑面積達9.8萬平方米，規(guī)模相當(dāng)于6個標(biāo)準(zhǔn)足球場。

這只“眼睛”的“瞳孔”是注入器、儲存環(huán)與光束線站三大核心系統(tǒng)，共同構(gòu)成探測微觀世界的“超級顯微鏡”。

作為中國新一代低能區(qū)第四代同步輻射光源，項目選址合肥未來大科學(xué)城核心區(qū)，總投資27.7892億元，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)作為法人單位牽頭建設(shè)。

據(jù)介紹，目前，工程已進入全面建設(shè)階段，預(yù)計2027年建成后，將成為亞洲唯一、全球低能區(qū)光源中亮度與相干性雙領(lǐng)先的“科技之眼”。這只“靈眸”的誕生，不僅填補了我國第四代同步輻射光源的空白，更標(biāo)志著中國在光子科學(xué)領(lǐng)域邁入國際第一方陣。

合肥先進光源的“先進性”，核心在于實現(xiàn)了從“看清”到“看透”的跨越。

作為基于衍射極限儲存環(huán)的第四代裝置，其發(fā)射度僅86皮米·弧度，這一指標(biāo)在全球低能區(qū)光源中首屈一指，意味著電子束流的發(fā)散度極小，能產(chǎn)生更集中、更明亮的光。

其中，亮度與相干性的躍升是其最顯著的標(biāo)簽。相比前代光源，其軟X射線亮度提升百倍以上，相干性提升超100倍。

通俗來說，這就像從“蠟燭”升級為“激光燈”：常規(guī)光源如白熾燈只能發(fā)出單光譜光，醫(yī)院X光機亮度不足，而合肥先進光源覆蓋中紅外至中軟X射線全光譜，且能像“精準(zhǔn)手術(shù)刀”般分離出任意波長的光，讓科學(xué)家在納米尺度下“實時直播”物質(zhì)變化。

還有，這個大裝置的“工作流程”展現(xiàn)了精密科技的協(xié)同之美：電子槍產(chǎn)生的電子束，經(jīng)192米直線加速器加速至2.2GeV能量，再通過輸運線進入480米儲存環(huán)；在儲存環(huán)中，電子束在磁場作用下偏轉(zhuǎn)，經(jīng)波蕩器產(chǎn)生可調(diào)波長的同步輻射光；隨后，光束線站的高分辨單色器（分辨率達10萬）篩選特定波長光，聚焦鏡將其壓縮成納米級光斑，最終在實驗站與物質(zhì)作用，實現(xiàn)百納米空間分辨、百納秒時間分辨的探測。

這種“全鏈條精密控制”，讓人類首次具備在原子、分子層面“圍觀”化學(xué)反應(yīng)、材料演化的能力。

據(jù)專家介紹，對于基礎(chǔ)科學(xué)而言，合肥先進光源是“打開新世界的鑰匙”。

在生命科學(xué)領(lǐng)域，它將破解阿爾茨海默癥的致病之謎——這類疾病由蛋白質(zhì)異常折疊引發(fā)，病灶尺度僅10納米，現(xiàn)有技術(shù)無法看清。而合肥先進光源的三維成像分辨率達幾納米，能“拍攝”蛋白質(zhì)折疊的動態(tài)過程，為藥物研發(fā)提供“病理高清影像”。

在物理學(xué)領(lǐng)域，它將助力量子信息研究。量子材料的電子態(tài)、自旋態(tài)變化是量子計算的核心，但其尺度僅原子級別，常規(guī)設(shè)備難以捕捉。借助光源的高能量分辨能力（電子伏特量級），科學(xué)家可實時觀測電子在材料中的運動軌跡，為量子芯片設(shè)計提供“微觀藍圖”。

催化劑表面的原子如何參與反應(yīng)？電池充放電時的化學(xué)態(tài)如何變化？這些過程的時間尺度在納秒級，空間尺度在納米級，此前只能通過理論推測。

而合肥先進光源的“時間分辨”技術(shù)，能像“高速攝像機”般記錄這些瞬間，讓“看不見的反應(yīng)”變得可視化，推動綠色催化、高效能源材料的研發(fā)。

這只“靈眸”不僅服務(wù)于基礎(chǔ)研究，更將成為破解“卡脖子”技術(shù)的“利器”。

在集成電路領(lǐng)域，它將實現(xiàn)芯片的“無損體檢”——傳統(tǒng)芯片檢測需切開晶圓，而合肥先進光源可通過軟X射線穿透芯片，在不損傷器件的前提下，識別納米級缺陷，這將大幅提升芯片良率，助力我國突破高端芯片制造瓶頸。

在新材料領(lǐng)域，它將為國產(chǎn)大飛機“減重”提供可能。我國高端輕元素材料（如碳纖維復(fù)合材料）幾乎依賴進口，因現(xiàn)有技術(shù)無法看清其加工過程中多尺度結(jié)構(gòu)的演化。而光源能追蹤材料從原子排列到宏觀性能的變化，讓研發(fā)從“碰運氣”變?yōu)椤熬珳?zhǔn)設(shè)計”，預(yù)計可將新材料研發(fā)周期縮短50%以上。

在光刻工藝上，光源可提供高精度光刻光源，助力國產(chǎn)光刻技術(shù)升級；在新型顯示領(lǐng)域，能解析OLED材料的發(fā)光機制，提升屏幕亮度與壽命；在新能源汽車領(lǐng)域，可優(yōu)化電池電極材料結(jié)構(gòu)，提升續(xù)航能力。

據(jù)悉，合肥先進光源的建成，將與上海光源（高能區(qū)）、北京HEPS（中能區(qū)）形成“全能量區(qū)覆蓋”的光源體系，使我國在光子科學(xué)領(lǐng)域躋身全球第一梯隊。項目建成后，預(yù)計年開放機時超5000小時，預(yù)計吸引全球超萬名科研人員，帶動光子科學(xué)、量子計算等產(chǎn)業(yè)集群。

從區(qū)域發(fā)展看，它將加速合肥成為“世界級光子科學(xué)中心”。依托全超導(dǎo)托克馬克、穩(wěn)態(tài)強磁場等大科學(xué)裝置，合肥已形成“裝置集群效應(yīng)”，而先進光源的加入，將吸引全球頂尖科學(xué)家與企業(yè)研發(fā)中心落戶，預(yù)計帶動形成千億級光子產(chǎn)業(yè)集群，推動“科研高地”向“產(chǎn)業(yè)高地”轉(zhuǎn)化。

從國家層面看，它是提升創(chuàng)新能力的“基礎(chǔ)設(shè)施”。在能源安全、糧食安全、國防安全等領(lǐng)域，其對燃料化學(xué)態(tài)、農(nóng)作物基因結(jié)構(gòu)、特種材料性能的精準(zhǔn)探測，將為戰(zhàn)略技術(shù)突破提供支撐。

正如同步輻射光源被稱為“科技的燈塔”，合肥先進光源這只“靈眸”，正照亮中國科技自立自強的前路，讓人類在探索未知的征途上，擁有了更明亮的“眼睛”。