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2018年诺贝尔物理学奖获得者Gérard Mourou教授访问北大并发表学术演讲
日期: 2018-10-14  信息来源: 国际合作部

“北京大学百年物理讲坛第21讲”暨“北京大学诺贝尔奖获得者校园行活动”于2018年10月12日在北京大学举行。本届讲坛邀请到2018年诺贝尔物理学奖获得者——Gérard Mourou教授访问北大并发表题为“ELI极端光学研究及未来发展:高能量单周期激光科学”的公开学术演讲。本次活动由北京大学主办,北大物理学院与国际合作部承办。

下午2时30分,北京大学校长林建华教授在英杰交流中心会见了Gérard Mourou, 北京大学副校长龚旗煌教授,物理学院副院长胡永云教授、李焱教授,科研部副部长、物理学院颜学庆教授,物理学院刘运全教授、肖云峰教授,国际合作部部长夏红卫、副部长严军,科研部副部长蔡晖等陪同会见。

 
林建华会见Gérard Mourou

林建华首先代表北京大学对Gérard Mourou获得2018年诺贝尔物理学奖表示诚挚祝贺,并对Mourou访问北大并进行学术交流表示欢迎。他随后与Mourou探讨了其在超强激光领域的重要工作及其广泛影响,林建华表示,Mourou的获奖对青年学子具有极大的激励作用,相信Mourou与北大学子的近距离交流会对他们产生深远影响。最后,林建华代表北京大学向Mourou赠送北京大学建校120周年校景盘以作纪念。

下午3时30分,Gérard Mourou在北京大学物理学院西楼思源多功能厅发表学术演讲,来自北京大学及兄弟院校的600余位师生聆听了大师的精彩演讲,演讲由李焱主持。

演讲正式开始前,龚旗煌向Gérard Mourou颁发“北京大学百年物理讲坛纪念牌”。

 
龚旗煌向Gérard Mourou颁发“北京大学百年物理讲坛纪念牌”

演讲中,Gérard Mourou首先介绍了什么是啁啾脉冲放大技术(CPA)。这项技术的发明极大地提高了激光的功率,例如可以达到10PW(1PW=10^15W)。同时,他还介绍了一些啁啾脉冲放大技术在科学上的应用,比如激光质子加速器和尾场电子加速器。值得一提的是,正是因为这项技术的发明,Mourou及其学生Donna Strickland荣获今年诺贝尔物理学奖。Mourou提到,通过与北京大学激光加速实验室(CLAPA)合作,他们已经发现一种新的质子加速方法,即单周期激光驱动质子加速(single-cycle laser acceleration,SCLA),相比已有的光压加速可以提高质子加速效率3-4倍,有望加速质子到数GeV。科学家们已经计划将单周期的激光脉冲通过相对论压缩成单周期的x射线激光。Mourou认为,通过这项研究,科学与技术将会很快进入Exa瓦(10^18W)和仄秒(10^-21s)时代。随后他还介绍了x射线激光脉冲的应用,比如 x射线晶体加速器可以进一步提高激光的加速梯度。最后,Mourou展望了超强激光物理领域的前景,指出超强激光仍然具有很大的发展空间(“The best is yet to come”)。

 
Gérard Mourou发表演讲
 

演讲现场

演讲结束后,现场师生针对一些感兴趣的问题与Gérard Mourou进行了近距离的交流和互动。

 
现场学生提问

个人简介:

Gérard Mourou,法国科学家,教授。电子工程与高能激光领域的先驱之一, 因与加拿大科学家Donna Strickland一起发明啁啾脉冲放大技术(chirped pulse amplification, CPA),荣获2018 年诺贝尔物理学奖。在长达 50 余年的科研生涯中, Mourou在激光技术领域作出诸多开创性贡献。在Mourou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、中国科学院上海光机所、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技大学等单位均建有与超短超强激光及其应用相关的实验室,与Mourou也有良好的互动及合作。

Gérard Mourou和Donna Strickland在20世纪80年代末发明了CPA技术。该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。该技术从发明至今,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(10^15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曾经预测了今后十年六项与激光有关的科学突破,其中四项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、全光钟和阿秒科学等。

摄影:李尽沙

编辑:麦洛


   
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