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在青山绿水之间，一座世界级原始创新承载区已拔地而起。
记者从“活力中国调研行”北京市主题采访活动中获悉，怀柔科学城布局37个重大科技基础设施（大科学装置）、科教基础设施和交叉研究平台。目前，4个大科学装置通过国家验收并正式运行，16个科技设施平台面向全球开放共享，累计开放机时超过123万小时，服务国内外用户600余家。
16个科技设施平台全球共享
怀柔科学城是北京怀柔综合性国家科学中心的集中承载地，是北京建设国际科技创新中心“三城一区”主平台之一。怀柔科学城占地面积100.9平方公里，其中怀柔68.2平方公里（约占2/3）、密云32.7平方公里（约占1/3），以世界先进水平的重大科技基础设施群为依托，将建成与国家战略需要相匹配的世界级原始创新承载区，代表国家在更高层次上参与全球科技竞争与合作。
作为全球重大科技基础设施密度最强的地区之一，怀柔科学城围绕物质、空间、生命、地球系统、信息与智能五大科学方向，布局37个重大科技基础设施（大科学装置）、科教基础设施和交叉研究平台。
“目前，4个大科学装置通过国家验收并正式运行，16个科技设施平台面向全球开放共享，累计开放机时超过123万小时，服务国内外用户600余家。”怀柔科学城管委会交流合作与人才工作处处长王建欣说。
怀柔科学城也是“聚人气、聚科研气”成效显著的地区。这里“星光璀璨”，集聚诺奖级科学家19名、全球高被引科学家28名、两院院士78名、外籍人才671名……高水平人才高地建设成效显现。
目前，怀柔科学城公共服务、市政基础、道路交通三大设施逐步完善，起步区规划实现率达85%，基础设施完成率达91%。随着“远看是花园，近看是家园”的城市框架基本形成，这里也将成为众多科学家的“一生之城”。
“超大号X光机”发出“第一束光”
在怀柔科学城高处，最为“显眼”的大科学装置便是高能同步辐射光源（HEPS）。其建筑形似放大镜，占地面积相当于90个足球场，要照亮的却是纳米级的微观世界。
高能同步辐射光源。中国科学院高能物理研究所供图
据中国科学院高能物理研究所研究员、高能同步辐射光源工程总指挥潘卫民介绍，建成后，高能同步辐射光源可发射比太阳亮度高1万亿倍的光，将是世界上设计亮度最高的第四代同步辐射光源、中国第一台高能同步辐射光源、亚洲第一台第四代同步辐射光源。它将与我国现有的光源形成能区互补，面向航空航天、能源环境、生命医药等领域用户开放。
看清物体的内部需要X光，HEPS如同一个超大号的X光机，利用其产生的同步辐射光，可以更好地“看清”微观世界，揭示物质微观结构生成及演化机制，观察单晶生长、蛋白质分子结构、航空工程材料的结构缺陷及演变等。“高能同步辐射光可以穿透很厚的物质，比如厘米级的金属，从而实现实时、原位观察材料的变化。”潘卫民说。
2025-08-04晚，高能同步辐射光源发出“第一束光”，被“照亮”的样品是一块3毫米厚的不锈钢板，钢板上预制了几十微米深的微裂纹。实验结果显示，与常规光源对比，高能同步辐射光源的光穿透更深、分辨率更高，灵敏度显著提高，可检出的裂纹显著增加，成像的对比度也大大提高。
今年3月27日，高能同步辐射光源HEPS正式宣布启动带光联调，标志着HEPS装置建设进入冲刺阶段。
多模态跨尺度生物医学成像设施成果涌现
成像技术作为生物医学最重要的研究工具之一，将在重大生物医学问题的研究中扮演关键角色。今年3月，国家重大科技基础设施——多模态跨尺度生物医学成像设施在北京怀柔科学城通过国家验收。
据北京大学博雅特聘教授、国家生物医学成像科学中心副主任陈良怡介绍，该设施是“十三五”国家重大科技基础设施建设项目，由四大核心装置和一个辅助平台构成。通过互联互通，成像设施将覆盖跨越九个数量级的尺度范围，形成跨尺度、多模态、自动化和高通量的生物医学成像全功能研究平台，在综合能力上成为世界一流的生物医学成像设施。
多模态跨尺度生物医学成像设施。北京大学供图
参加科学家边建设，边研发，成像设备已经涌现一批优秀的早研成果。今年4月，多模态跨尺度生物医学成像设施十大早研成果正式发布。十大成果横跨宏观、介观与微观，展现了从“看见生命”到“解码生命”的多层次、全景式揭示生命奥秘的成像组学新范式。
比如光泵磁强计脑磁图是一种非侵入式实时探测大脑神经元活动在大脑外产生磁场的影像设备。它的探测器可以更贴近头皮，获得更高的信号强度，可以实现穿戴式的测试。探测人在活动的状态下大脑如何运转，其信号强度是老技术的四倍，信噪比是老技术的两倍，成本比原来低至少一倍，而且全国产化，更多医院可以负担购买和使用费用。
再如全人体PET-CT具有超高时间、空间分辨率及深度矫正DOI效应。据北京大学教授任秋实介绍，DOI效应是指中间的成像非常清晰，但旁边有比较大的像差。DOI的深度矫正使PET-CT中间的视野和周边的视野分辨率一致，实现了均匀的高分辨成像，能够清晰分辨微小的超早期癌症病变以及病灶，对疾病的早期诊断具有重大意义。
要观测脑宇宙，就要打造新的观测、解读、调控和模拟的工具。北大科研团队利用新的物理原理，结合精密的光学加工工艺，研发了2.2克微型化的双光子以及三光子显微镜，只有拇指大小，小动物可以戴着跑，在自由行为的条件下，观测脑宇宙中神经元集群的动态活动。
在航天医学研究方面，神舟十五号航天员乘组完成了双光子显微镜的安装、调试和首次成像测试，成功获取了航天员脸部和前臂皮肤的在体双光子显微图像。
新京报记者 张璐 编辑 白爽 校对 李立军
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