同步辐射是指接近光速的带电粒子在做曲线运动时沿切线方向发出的电磁辐射，也叫作同步光。为了研究材料内部结构与变化的过程，科研人员需要借助强力的科研装置进行探测解析。中科院高能物理研究所副所长、HEPS工程常务副总指挥董宇辉研究员说，作为研究物质内部结构的平台，HEPS能对物质内部进行多维度扫描，“HEPS运行的首要目标，就是提供高能、高亮度的硬X射线。

2008年，董宇辉酝酿并提出了在北京建设世界性能最高的第四代同步辐射光源——高能同步辐射光源（HEPS）的想法。而在开始建设这个光源之前，一定要先攻克技术上的难点。这一想法得到了来自国家的支持。为了解决技术瓶颈问题，国家发改委支持了HEPS验证装置项目。验证装置项目中，董宇辉担任副经理，负责光束线站实验技术的研发。经过近十年的攻关，2019年1月，HEPS验证装置终于完成。2019年6月，HEPS项目正式开工。董宇辉又过起了边学边干的日子。他办公室里有一本加速器物理学家、中国科学院院士陈佳洱主编的《加速器物理基础》，书中夹了本写满推演公式的笔记本。“光源装置由加速器、光束线、实验站构成，每一个部分又包含数不清的具体技术。我要能判断技术状态，就要不断学习，不能拍脑袋做决定。”董宇辉说。

据了解，接近光速的带电粒子在做曲线运动时沿切线方向发出的电磁辐射，即为同步辐射光。“就像下雨时，我们快速转动雨伞，沿着雨伞边缘的切线方向会飞出一簇簇水珠。”HEPS工程常务副总指挥、中科院高能所副所长董宇辉解释说，与常规X射线相比，同步辐射光源产生的同步辐射光频谱更宽——覆盖红外光、可见光、紫外光和X射线波段，亮度更高——高出常规X光机产生的X光4至14个量级，可用于高穿透性、高时空分辨的实验，另外相干性和准直性也更好。位于源头的电子枪产生高品质的电子束，经直线加速器将电子束加速到0.5GeV的高能量，注入周长450多米的环形增强器，继续提高能量到额定的6GeV。此时的电子束无限接近光速，然后被注入至更大的圆环——周长1360米的储存环，以接近光速的速度保持运动。在储存环上的不同位置，电子束通过弯转磁铁或者各种插入件时，会沿着偏转轨道切线方向释放出稳定而且高能量、高亮度的光——同步辐射光。