新民晚报:冷用斌:甘做“上海光源”守护者
图片作者:陈梦泽
图片说明:冷用斌和同事在交流工作 本报记者 陈梦泽摄
点亮“超级灯光”,照亮中国科学家探索尖端科技之路—— 冷用斌:甘做“上海光源”守护者
(记者 马亚宁)从万米高空精确指挥地面篮球场上一只篮球的运动轨迹,篮板球必须百分投中得分。这是不是一件匪夷所思的事?冷用斌,中科院上海应用物理研究所研究员、加速器学科的主要学术带头人之一,正在做的就类似于此,几乎是一项不可能完成的任务——
在占地20万平方米、我国迄今为止最大的科学装置“上海光源”里,看护着百亿粒直径为10-15米的电子们“保持队形”稳定前行,确保电子束流中心位置跑偏的误差不能超过1微米。这一难以想象的稳定纪录,让这座起步不算早的中国大科学仪器,建成伊始就一步跨入世界光源家族的前列。
为超级显微镜“打灯”
上海光源,坐落在浦东的一只美丽又神秘的国宝级“鹦鹉螺”,它发出的“科学之光”,正成为中国科学界探索尖端科技的指路“明灯”。自2009年5月开放后,已经帮助中国科学家获得40项具有全球影响力的科研成果,分别发表在《自然》《科学》《细胞》三家顶级科学期刊上。这一耀眼的“成绩单”几乎完胜日本、英国、法国等同处国际前列的“光源群”,使“上海光源”成为最受世界瞩目的“超级显微镜”。
这台巨型“显微镜”连获高分的拿手本领是,给肉眼无法看到的微观世界,例如花草树木的呼吸过程、皮秒级“快门”才能捕捉到的人体蛋白质分子活动,或是H7N9禽流感病毒入侵人体“路线图”等等,拍摄高清晰度的“科学照片”。稍有摄影常识的人都知道,要想拍出好照片,背景光很重要——灯光越强,镜头“眼神”越好。而冷用斌正是“灯光师”,其负责的束测系统,日夜看护着“上海光源”的超级灯光。
冷用斌告诉记者,作为我国迄今建成规模最大、总投资达14.3亿的国家重大科学装置,上海光源的“螺心”里,有一个周长432米的电子储存环,一团团百亿粒电子集合成的电子团,在真空管道里以近光速高速运转,然后瞬间出光。电子团“光速跑”的路线越稳定、同步,出光效果越好!这直接关系到中国科学家们做高精尖实验时的成败和效率。
摸索驯服“电子团”
十年前开始,冷用斌带领团队苦苦摸索驯服“电子团”的各种方法。看不见,就用传感器探测“电子团”的精细数据;快如光速,就用海量计算提前“算”出“电子团”可能走的“歪路”……他还“突发奇想”,将大数据领域的“关联分析”思维,应用到“驯服术”上,让一个个间距只有2纳秒的“电子团”,在封闭的电子环里尽可能整齐划一地完成“接力跑”。
最终,冷用斌和团队一道找到了一整套稳住“电子团”的好办法。“上海光源”建成至今,出光的稳定性始终保持最佳状态,并打破了“大科学装置魔咒”——初建时各项技术参数全球领先,运营几年后往往被赶超,不再是“领头羊”。令人惊喜的是,运行近6年的“上海光源”,出光稳定性不降反增,偏差从微米级升级为亚微米级,为中国科学家进一步扩宽了探索视界——
借光“上海光源”,清华大学青年结构生物学家颜宁,破解了生命科学领域最热门又难解的“蛋白质之谜”,被列为“2014年中国十大科技成果”;清华大学施一公教授,在《科学》杂志发表的转录激活样效应蛋白特异性识别DNA的结构机理研究,被选为2012年“中国科学十大进展”;哈尔滨工业大学黄志伟研究组,完成了对艾滋病病毒重要组成元件的解析;中科院物理所赵忠贤院士研究组,发现了新型铁基硫族化合物超导体,在高压下重新出现超导的新现象……
更多科学家,因光源而“点亮”了久违的归国路。以生物大分子线站为例,2009年以前,我国蛋白质结构研究课题组不过40至50个;“上海光源”开放5年后,专攻蛋白质科学研究的科研团队已经超过200个,其中有许多团队放弃国外优厚的生活条件,回国重新开始前沿研究。“如果没有一流的‘上海光源’,许多实验科学家不得不跑去国外,因为没有高端实验,就没有尖端成果。”
坚持青春的梦想
天生对物理世界充满好奇的冷用斌,最初的梦想是成为一位伟大的理论物理学家。博士毕业前,中兴、华为分别抛来橄榄枝,他答应了,却坚持在合同的最后一条加上:如果选择继续深造,该合同作废。离校前一个月,他把自己关在房间,深深思索:我变了吗,青春的梦想还在吗?最终冷用斌爽约企业,选择攻读博士后,继续科研梦。“做科研就不要想着发大财,衣食无忧足矣。”因为一颗时刻等待着的赤子之心,真正踏上社会时,他遇见了即将建设的“上海光源”。
“能参与中国最大科学装置的建设和运行,真是幸运!”如今,冷用斌又加入全新的“光之旅”——正在上海光源旁建造的软X射线自由电子激光实验装置。建成后,“双光”辉映,浦东张衡路西段将成为举世瞩目的世界光子科学中心。“一生能两次踏进梦想的河流,夫复何求!”他心满意足地说。(原载于2015年6月5日《新民晚报》10版)