从光学科研新秀到电子束流“驯服者”
上海光源束流测量控制部主任冷用斌:时代让我们在资历尚浅时就登上施展才华的大舞台 揭秘“驯服者” ●他的工作区是鹦鹉螺“螺心” “螺心”是科学家们忙碌工作的实验平台——光束线站。其中的光是电子高速旋转而产生的电磁辐射,它好比一台高品质的巨型X光机,其静态成像分辨率可达到0.3纳米,比万分之一的发丝直径还小,科学家可借此轻松看清微观物质中最精细的结构。 它的应用领域已非常广阔,堪称基础科学研究的“全能神器”:观察PM2.5气溶胶细粒子的真实结构,用皮秒级“快门”给人体内蛋白质分子拍摄“高清写真”,看穿一粒稻米中不同营养成分的真实分布,帮助故宫国宝探幽千年前传统制作工艺,绘制不同地区来源H7N9禽流感病毒入侵人体的“路线图”…… ●他的任务是“驯服”电子束流 让无数天性活泼、喜好四处乱串的小家伙们沿着固定方向、固定位置,光速旋转,最终形成如探照灯般指向性极好、单位光照密度极大的一束强光,这是一项非常艰巨的任务。运转的机械设备时刻会振动,地球的表面也在不停变化,他们却要将电子束流的中心位置精准固定在微米量级的误差内。为完成“驯服”电子束流的任务,冷用斌带领他的团队先后研制完成了包括数字化束流位置测量系统、数字化横向反馈系统、同步光空间干涉仪、X射线针孔相机等子系统22个,为上海光源配齐了13类258组探头、212个数据服务器,实时提供2万个以上的数据通道服务。 一池清水映照着神秘的“鹦鹉螺”,在日光下熠熠生辉。 在上海张江国家科学中心,造型恰似“鹦鹉螺”的上海光源——全球顶级中能第三代同步辐射大科学装置,以光为媒,格万物之理而致知。 每天,数百名科学家、工程师在此开展各种尖端实验,寻觅解开一个个不同领域重大科学谜团的密钥。 6年来,上海光源开足马力,全年开机率高达99%,累计支持课题研究5406个,孕育世界级顶尖研究成果40余项。 这份成绩单,足以与世界上任何一个同类装置相媲美。 骄人成绩的取得,离不开一批精诚合作、持续创新的科学技术人才。是他们,让大科学装置长期保持高水平可靠运转;是他们,为来自全球的科学家提供不可或缺的科研“利器”。 冷用斌,一个“名字里有水”的光学科研新秀,自谦是科学海洋中的一颗“小水滴”。没有著作等身的学术论文,没有卓尔不群的学术名号,没有誉满全球的学术成就。然而,仅因一个特殊的身份,便足以让人尊崇——国家重大科学装置科学技术人才的代表。 “中国有千万个‘冷用斌’。”上海光源束流测量控制部主任冷用斌坦言:时代选择了我们,让我们在资历尚浅时就登上施展才华的大舞台,承担起国家重大科学装置的核心工作。 感恩时代,百川归海。“唯有不辱使命、齐心协力,为具有全球影响力的中国创新提供强有力的支点!”冷用斌说。 电子束流的“驯服者” 机敏,健谈,自信,周身散发着股向上的热力。 从事大科学装置技术研究的冷用斌,10多年来,一直将他的青春与梦想绽放在“鹦鹉螺”里。 上海光源,我国迄今为止最大的科学装置、多学科实验研究平台,对于许多人来说,神秘而陌生,但在冷用斌眼中,它仿佛一台“超级显微镜”。 在“鹦鹉螺”的“螺心”,无数电子以近乎光速昼夜不停地高速旋转。每每转弯,就会沿切线方向放射出一条条幻彩“螺线”,这就是科学家们忙碌工作的实验平台——光束线站。 “光束线站,其中的光是电子高速旋转而产生的电磁辐射,它好比一台高品质的巨型X光机,其静态成像分辨率可达到0.3纳米,比万分之一的发丝直径还小,科学家可借此轻松看清微观物质中最精细的结构。”冷用斌说。 6年来,精美“螺壳”越长越大、“超级显微镜”持续升级。目前,它的应用领域已非常广阔,堪称基础科学研究的“全能神器”:观察PM2.5气溶胶细粒子的真实结构,用皮秒级“快门”给人体内蛋白质分子拍摄“高清写真”,看穿一粒稻米中不同营养成分的真实分布,帮助故宫国宝探幽千年前传统制作工艺,绘制不同地区来源H7N9禽流感病毒入侵人体的“路线图”…… “鹦鹉螺的‘螺心’就是我的工作区域。”冷用斌说。作为上海光源“眼睛”的负责人——束流测量控制部主任,他的任务是“驯服”电子束流:让无数天性活泼、喜好四处乱串的小家伙们沿着固定方向、固定位置,光速旋转,最终形成如探照灯般指向性极好、单位光照密度极大的一束强光。 这是一项非常艰巨的任务。“运转的机械设备时刻会振动,地球的表面也在不停变化,我们却要将电子束流的中心位置精准固定在微米量级的误差内。这就好比当飞机经过篮球场上空时,你需要准确地将篮球投入篮筐中。”冷用斌说。 伟大的时代,何不“优雅”地科研 “不是最优秀的我,有幸做最优秀的事。”尽管拥有堪称优秀的学业和科研背景,冷用斌还是很自谦。 1999年,在中国科技大学取得博士学位后,冷用斌进入中科院上海原子核研究所从事博士后研究。其间,他第一次接触上海光源,并参与相关预研工作。 这一接触,便结缘长相守。 2001年,上海光源项目还没有批准立项。冷用斌决定先去世界顶尖大型综合性科学研究基地——美国布鲁克海文国家实验室“拜师学艺”。在参与建设散裂中子源工程期间,他一方面提高了自己的科研造诣,另一方面也想明白了自己到底要做什么。 “对比国内外,我深信祖国已迎来一个伟大的时代:国家对基础科学、大型科学装置的投入持续增加,学有成就的年轻人有机会在科研机构的重要部门承担重要工作。这对于旅居国外的研究者来说,是求之不得的旷世机遇。”冷用斌说。 2004年,满怀热血与希冀,冷用斌回到上海光源,作为中国科学院“百人计划”的一员就此“扎根”。 自此之后,为完成“驯服”电子束流的任务,冷用斌带领他的团队先后研制完成了包括数字化束流位置测量系统、数字化横向反馈系统、同步光空间干涉仪、X射线针孔相机等子系统22个,为上海光源配齐了13类258组探头、212个数据服务器,实时提供2万个以上的数据通道服务。而所有关键子系统均在调试首日达到就绪状态。这意味着什么?真正让上海光源做到了“耳聪目明”!为上海光源创造60小时的世界最快调试记录,奠定了坚实的技术基础,实现了从初期的“学习者”,到后期的“竞争者”,进而迈向“领跑者”的成功转身! 上海光源投入正式运行后,冷用斌带领的团队并未就此止步。为确保光源性能始终居于世界领先水平,在持续对原有系统进行技术改造的基础上,还不断尝试发展新的诊断方法、拓展现有诊断能力,在“全信息束流诊断技术”和“逐束团束流诊断技术”两个研究方向上,向世界领跑的位置发起冲击。 |