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百年物理讲坛(第27讲)| 2018年诺贝尔物理学奖获得者杰哈·阿尔贝特·穆鲁教授北京大学演讲会成功举办
发布日期:2024-03-18 浏览次数:
  供稿:吴笛、王美植  |   图片:刘月玲   |   编辑:时畅   |   审核:颜学庆、徐莉梅、林晨、李可

2024年3月13日下午,北京大学百年物理讲坛(第二十七讲)在北京大学英杰交流中心隆重举行。本届讲坛邀请到2018年诺贝尔物理学奖获得者杰哈·阿尔贝特·穆鲁(Gérard Albert Mourou)教授访问北京大学,并作了题为“极端光学:连接光学与基础高能物理的桥梁,迈向仄秒(10-21s)与泽瓦科学(1021W)的第一步”(Extreme Light: Bridging Optics and Fundamental High Energy Physics, first steps Towards Zeptosecond and Zettawatt Science)公开学术演讲。北京大学党委常委、副校长张锦院士,法国驻华使馆高等教育科研与创新参赞杜马科(Marc Daumas),北京大学科研部部长谢冰,8455新葡萄娱集团am院长高原宁院士、党委书记刘雨龙、副院长彭良友教授、徐莉梅教授等代表,法国泰雷兹集团中国区首席执行官魏天睿(Thierry Weulersse),北京国际科技合作中心欧美部部长王波、睿镞科技CTO杜德涛,以及来自北京大学及兄弟院校的400余名师生现场聆听了大师精彩演讲,会场座无虚席。报告会由8455新葡萄娱集团am副院长颜学庆教授主持。

颜学庆主持

北京大学副校长张锦院士致欢迎辞。张锦院士代表北京大学对穆鲁教授再次到访并发表学术演讲表示热烈欢迎和感谢。他表示穆鲁教授的科学成就,对全人类在激光物理学领域的探索,具有划时代的意义;穆鲁教授在推动科技进步和促进国际科学合作方面所展现出的热情,为我们树立了学习的典范,期待中法双方在科学研究和教育领域共谋新篇章!致辞后,张锦院士为穆鲁教授颁发了“北京大学百年物理讲坛纪念牌”。

张锦致欢迎辞

张锦为穆鲁颁发纪念牌

穆鲁演讲

在报告会上,穆鲁教授详细阐述了极端光学的发展历史及其前沿应用。极端光学,作为研究在极端条件下光与物质相互作用的前沿学科,已经取得了显著进展。

穆鲁教授指出,超短脉冲激光具有极高的峰值功率、温度和压力,可产生多种高能粒子束及辐射。自Theodore Maiman教授于1960年发明首台激光器以来,激光技术在诸多领域展现了广泛的应用前景。例如,精确调控原子的速度和温度、将粒子加速至近光速等。进一步,穆鲁教授详细介绍了他发明的啁啾脉冲放大(CPA)技术,该技术显著提高了超短脉冲激光束的峰值功率,为飞秒激光在眼部疾病治疗、粒子加速、以及高能物理研究等领域带来了突破性进展。穆鲁教授还讨论了极端光学技术在癌症治疗、放射性药物生产、核医学诊断等方面的潜在应用,并展望了其在能源领域和太空垃圾清理方面的前景。更引人注目的是,穆鲁教授展望了飞秒激光技术进一步发展到仄秒(10-21秒)时代的可能性,这将使得激光的峰值功率达到泽瓦(1021瓦)级别,为物质与反物质的产生、真空的撕裂研究以及探索宇宙中高能γ射线暴提供了全新的实验手段。

穆鲁教授总结道,极端光学能够产生多种极端条件和环境,为未来的科学研究和社会发展提供了无限可能与机遇。这一领域的持续发展和创新,将为人类带来更多的科技进步和社会福祉。

报告结束后,现场师生围绕极端光学在癌症治疗等方面的应用前景、研究方法等方面问题踊跃提问,穆鲁教授给予了深入浅出的解答与鼓励。本次学术演讲会在经久不息的热烈掌声中结束。本次演讲会为青年学子提供了近距离感受大师风采的机会,相信此次交流可以帮助他们进一步思考有挑战性的问题,激发对科学的热情。

演讲会现场

学者简介:

杰哈·阿尔贝特·穆鲁(Gérard Albert Mourou)教授,法国科学家,电子工程与高能激光领域的先驱之一,因和加拿大科学家唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland)一起发明了啁啾脉冲放大技术(chirped pulse amplification,CPA),荣获了2018 年诺贝尔物理学奖。在长达 50 余年的科研生涯中,穆鲁教授在激光技术领域做出了诸多开创性贡献。在穆鲁等人的推动下,欧洲于2012年启动了极端光基础设施(Extreme Light Infrastructure,ELI),这一设施的三大实验室分别位于捷克、匈牙利和罗马尼亚,拟建设10拍瓦量级的超强激光器。这类激光器不仅可用于高能粒子加速、极端高亮度X和伽玛光源、光核物理,还可以用于非线性真空物理等来检验量子电动力学基本规律。目前我国在北京大学、上海交通大学、清华大学、中科院上海光机所、中科院物理研究所、中国工程物理研究院、高能物理研究所和国防科大等单位均建有与超短超强激光及其应用相关的实验室,与穆鲁教授也有非常良好的互动及合作。

CPA技术利用了短脉冲激光具有很宽频谱的特点,首先利用一对光栅对短脉冲激光在时间上展宽上万倍,然后将其通过晶体等介质进行能量放大至晶体破坏阈值的极限,接着在真空中通过另一个对光栅将放大后的激光脉冲压缩至原来的脉冲宽度。从该技术刚发明至今,人们已经将激光脉冲的强度和功率提高了7-8个数量级,由此将激光与物质相互作用研究推进到之前难以想象的新领域。目前采用CPA放大技术的激光器已经可以产生脉宽在几十飞秒(10-15秒)、峰值功率达到拍瓦(1015瓦)的激光脉冲。目前全球有数十个实验室开展基于这种超短超强激光脉冲的基础科学和应用研究。CPA技术为基础科学以及应用科学研究开拓了一片全新的领域,它能够让激光以极高的精确度在各种材料上进行切割、钻洞等操作,因而在工业和医疗等方面具有广泛的应用。在基础科学领域,CPA技术的应用则是更加广泛而深入,从超快非线性光谱、阿秒科学、新型高能粒子加速器、到高能量密度科学、乃至激光核聚变研究。2010年 Nature 曾经预测了今后10年6项与激光有关的科学突破,其中4项突破与超短超强激光紧密关联,包括台面电子和质子加速器、激光聚变、全光钟和阿秒科学。