儲存環隧道內場景。（中國科學院高能物理研究所供圖）
一束速度接近光速的電子束，從增強器出口射出，在1776塊磁鐵“指揮”下，沿着周長約1360米的儲存環“跑道”飛奔。緊接着，第二束、第三束……越來越多的電子束有序加入奔跑隊伍。8月19日，中國科學院高能物理研究所發佈消息，經過數周調試，位於懷柔科學城的高能同步輻射光源（HEPS）取得新進展，儲存環流強超過10毫安培，進入調束快行道。未來，該光源將成為觀察微觀物質的平臺，為國家解決在資源、能源、環境、人口、健康等諸多領域面臨的挑戰提供科學基礎。
HEPS能發射比太陽亮度高1萬億倍的光，是我國乃至亞洲首臺第四代同步輻射光源，也是全球首批10皮米弧度量級自然發射度的光源之一。
從外觀上看，HEPS像一柄“放大鏡”，建設的核心工作是“鏡框”——一台具有超低發射度的全新儲存環加速器，周長約1360米。
整個安裝調試過程必須處處精心。2024年7月，儲存環完成全部設備研製和安裝，啟動並完成了多系統聯合調試。HEPS工程總指揮、中國科學院高能物理研究所研究員潘衛民説，要讓高能電子在1360米的真空室中穩定奔跑，相關的控制信號超過10萬路，“任何一個微小的硬體錯誤，都會影響電子束的軌跡”。HEPS加速器部副主任焦毅説，即使1776塊磁鐵前期準直到位，在軌道校正前，仍然無法實現穩定閉軌。調束啟動前，物理調束團隊與各硬體系統交叉協作，做了充足準備。
7月23日，儲存環正式開機調束。第一束高能電子發出。焦毅和同事緊盯螢幕上跳動的數據，密切關注電子向前傳輸的距離。
周長以千米為單位計算的儲存環，其高能電子的“跑道”直徑，僅相當於成人大拇指粗細。最狹窄處，兩台切割磁鐵的垂直物理孔徑僅兩三毫米。焦毅説：“我們的目標是讓高能電子在跑動過程中盡可能聚焦，減少‘碰壁’損失，實現更高的流強。”
令人驚喜的是，團隊1天內就成功實現了單束團電子束繞儲存環首次迴圈貫通，而此前該工作預期要花費1周時間。“可能是越努力的人運氣就越好吧。我們沒有遇到任何大的硬阻攔，磁鐵的準直工作也做得非常好！”焦毅笑着説。
更嚴峻的考驗接踵而至。接近光速的高能電子，每秒能在儲存環內跑近20萬圈，每一圈都要完成高難度的“穿針引線”。“過程中，電子難免跑偏，要通過磁場溫柔地調節它的軌跡。因為一旦用力過大，電子就可能會被踢開，最後丟掉。”焦毅説。
最近一個月，焦毅和同事夜以繼日，不斷“馴服”高速運轉的高能電子。他直言：“中間也經歷了一些反覆。有時候一天下來，嘗試了各種手段，束流就是不向前走。但結果是好的，困難都克服了!”
7月29日，單束團電子束迴圈超過10圈；8月6日，實現單束團電子束存儲，流強約60微安，壽命超過1分鐘；8月18日，成功存儲35個束團，流強達到12毫安培……“調束團隊在很短時間內，就取得了很好的成果，幾乎沒走彎路。”中國工程院院士、高能同步輻射光源科學技術委員會主任、儲存環調束總顧問陳森玉如是評價。
當下，高能電子“跑道”建成了，電子束流可在儲存環內穩定存在100秒以上，即高能電子在環內可穩定跑上幾千萬圈。焦毅和團隊也開始攻關新課題——要為用戶提供穩定、可靠的同步輻射光，提升和優化電子束流流強、壽命等參數，力爭儘早為光束線站供光。（劉蘇雅）
