高能量密度|探索高能量密度“宇宙”中的奥秘( 二 )
历经9年,贯穿整个创新群体项目的三期研究,钱列加教授等研制的创新仪器“强激光脉冲超高对比度单次测量仪”从设计构思、基础研究、技术发明成功走向工程应用 。
用于探索极端高能量密度物理现象的超短超强激光不仅需要具有高达相对论光强的脉冲峰值,而且还要求背景光噪声低至单光子水平,两者的对比度反差超过10个数量级 。如何仅用单个脉冲一次性测量这种超高对比度脉冲是强激光领域的世界级难题 。张杰表示:“钱列加等人十年磨一剑,创造性地解决了这个世界级测量难题,实现了1013的超高对比度单发次测量能力,高于国外报道最好结果3个数量级以上 。”
更令人振奋的是,这个国际上唯一实用化的超短超强激光脉冲对比度单发次测量装置,已经应用于我国拥有的全部超短超强激光装置,为我国战略科技作出了不可或缺的贡献 。
此外,“MeV能量超快电子诊断系统”也已应用于我国激光聚变研究的等离子体电场测量,可为解决激光聚变中激光等离子体不稳定性的来源问题提供实验证据 。
“接力”培养“三剑客”人才
在连续三期创新群体项目结题时,张杰发现一个有意思的现象 。“我们群体成员的平均年龄并没有增加9岁,而是与项目申请时差不多 。”原因就在于,研究团队不断吸纳年轻人才加入 。创新群体项目不仅为他们从事基础研究提供了宽松条件与创新环境,更使研究团队的人才梯队建设成为可能 。
“人才是头等大事 。”张杰强调 。
2011年9月29日,张杰前往美国劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校邀请科研成绩突出的青年科学家陈民加入团队 。“我向他讲了国家对基础研究的重视,我们的前沿探索急需优秀人才 。”张杰一边对陈民说,脑海里一边浮现出多年前的一个类似场景 。
时间倒回到1997年,张杰还在英国卢瑟福实验室工作时,就已经是高能量密度物理研究领域知名的青年学者 。当时的国家自然科学基金委主任张存浩赴英国访问见到张杰 。“他说国家发展急需各方面的科技创新,急需青年人才,他的话深深打动了我 。”张杰向《中国科学报》回忆道 。
在国家自然科学基金委“委主任基金”和杰出青年基金的支持下,张杰与魏志义等同事建成了国内第一台太瓦级飞秒激光装置和第一批实验诊断设备,并取得了一系列成果,得到了国际学术界的认可 。“现在,培养年轻人的接力棒交到了我的手里 。”他说 。
张杰、钱列加、盛政明作为这个“三位一体”研究团队中的“三剑客”,引进和培养了一代又一代的“三剑客”,关心他们的生活、工作,引导他们将个人梦想规划在国家快速发展的大局中 。
更重要的是,他们培养了一支更加年轻的生力军 。除了对研究生的系统培养外,张杰团队还专门在上海交通大学致远学院为本科大三学生开设思维训练课程 。为上好这门课,张杰“集齐”了群体成员,以激光聚变的实际研究内容为场景,以超高的师生比例,手把手培养学生主动探究科研前沿、创造新知识的思维方法 。
“我们希望在课堂上把多年科研生涯形成的正确思维方式传授给本科生,让他们真正学会研究型的学习方法,成为未来的创新型领军人才 。”张杰指出 。
对极端高能量密度物理前沿的探索仍然在继续 。张杰相信,随着他们研究的深入,打开高能量密度“宇宙”奥秘的钥匙终会被发现 。
【高能量密度|探索高能量密度“宇宙”中的奥秘】《中国科学报》:如何产生高能量密度物理状态?
张杰:用一个形象的比方来说明我们所研究的极端高能量密度状态:相当于15艘辽宁舰摞起来,压缩到大拇指的面积上所产生的压强,也就是大约1百万大气压的压强下所对应的高能量密度 。激光技术的突破为高能量密度物理的研究提供了可能 。
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