10月23日上午，深圳大學(xué)“大師面對(duì)面”系列講座第十講在粵海校區(qū)匯星樓2號(hào)廳開講。2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者，中國科學(xué)院外籍院士、美國國家工程院院士、俄羅斯科學(xué)院外籍院士、奧地利科學(xué)院外籍院士、意大利林琴國家科學(xué)院外籍院士杰哈·阿爾貝特·穆魯以“極端光學(xué)——連接光學(xué)與基礎(chǔ)高能物理的橋梁，邁向仄秒（10-21 s）與澤瓦（1021 W）科學(xué)的第一步”為題，講述了極端光學(xué)的發(fā)展歷程及其在該領(lǐng)域的演變與前沿應(yīng)用。深圳大學(xué)副校長周輝、北京大學(xué)物理學(xué)院副院長顏學(xué)慶，深圳大學(xué)人力資源部、黨委宣傳部、物理與光電工程學(xué)院等單位負(fù)責(zé)人和200余名師生聆聽講座。
杰哈·阿爾貝特·穆魯是著名超短超強(qiáng)激光物理學(xué)家，是電子工程與高能激光領(lǐng)域的先驅(qū)之一，開拓了激光在醫(yī)療、工業(yè)、前沿基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用，做出了諸多開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。因與合作者唐娜·斯特里克蘭共同發(fā)明了啁啾脈沖放大技術(shù)（chirped pulse amplification，CPA），榮獲2018 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，開辟了實(shí)現(xiàn)超高功率激光的新途徑，將激光與物質(zhì)相互作用推進(jìn)到相對(duì)論和極端相對(duì)論領(lǐng)域。
講座上，穆魯詳細(xì)回顧了極端光學(xué)的發(fā)展歷程，從1960年Theodore Maiman教授發(fā)明首臺(tái)激光器開始，到現(xiàn)代超高強(qiáng)度激光的突破性進(jìn)展，全面展示了這一領(lǐng)域的演變和其前沿應(yīng)用。極端光學(xué)作為利用超短脈沖和超高強(qiáng)度激光研究極端物理?xiàng)l件下光學(xué)現(xiàn)象的前沿學(xué)科，已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展。
穆魯指出，超短脈沖激光具有極高的峰值功率、溫度和壓力，可產(chǎn)生多種高能粒子束及輻射。自1960年Theodore Maiman教授發(fā)明首臺(tái)激光器以來，激光技術(shù)不斷演進(jìn)，從鎖模（mode locking）和Q開關(guān)（Q-switching）等基礎(chǔ)技術(shù)，到啁啾脈沖放大（CPA）的突破性發(fā)明，推動(dòng)了激光在多個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，例如精確調(diào)控原子的速度和溫度、將粒子加速至近光速等。穆魯教授詳細(xì)介紹了他與Donna Strickland共同發(fā)明的啁啾脈沖放大（CPA）技術(shù)，該技術(shù)通過臨時(shí)拉伸、放大和壓縮激光脈沖，從而有效避免了放大過程中產(chǎn)生的非線性效應(yīng)，大幅提高了超短脈沖激光的峰值功率。這一技術(shù)為飛秒激光在眼科治療、粒子加速以及高能物理研究等領(lǐng)域帶來了重大突破。
穆魯還用生動(dòng)的類比來說明高能粒子加速，指出粒子加速就像沖浪者被波浪推動(dòng)，激光場(chǎng)產(chǎn)生的波浪推動(dòng)粒子前進(jìn)。這種尾場(chǎng)加速（wakefield acceleration）方法依賴于激光在等離子體中激發(fā)的等離子體波，在氣體和固體中取得了重要進(jìn)展，是未來高能加速器的重要方向之一。他特別提到MYRRHA項(xiàng)目，這是一個(gè)基于相對(duì)論質(zhì)子加速器的跨學(xué)科項(xiàng)目，旨在利用加速器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（ADS）來實(shí)現(xiàn)核廢料嬗變（Transmutation），減少核廢料壽命并提升核能的安全性。
穆魯探討了極端光學(xué)技術(shù)在癌癥治療、放射性藥物生產(chǎn)、核醫(yī)學(xué)診斷等方面的潛在應(yīng)用，并展望了其在能源開發(fā)和太空垃圾清理領(lǐng)域的前景，尤其在清潔核能生產(chǎn)方面，包括通過釷循環(huán)促進(jìn)能源生產(chǎn)，以及核廢料嬗變技術(shù)。此外，穆魯還展望了飛秒激光技術(shù)向仄秒時(shí)代的潛力，這將使得激光的峰值功率有望達(dá)到澤瓦級(jí)別，從而為觀測(cè)電子和亞原子粒子的超快動(dòng)力學(xué)過程、研究物質(zhì)與反物質(zhì)的產(chǎn)生、真空破裂現(xiàn)象及高能γ射線暴提供全新的實(shí)驗(yàn)手段。
穆魯總結(jié)道，極端光學(xué)能夠創(chuàng)造多種極端條件和環(huán)境，為未來的科學(xué)研究和社會(huì)發(fā)展提供無限可能與機(jī)遇。這一領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新，將為人類帶來更多的科技進(jìn)步和社會(huì)福祉。
在問答交流環(huán)節(jié)，穆魯與現(xiàn)場(chǎng)師生展開交流，就師生提出的極端光學(xué)前沿應(yīng)用領(lǐng)域，如飛秒激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，在核聚變與裂變研究中的技術(shù)前景與挑戰(zhàn)，以及其在超構(gòu)表面領(lǐng)域的潛力等問題作出精彩解答。他特別鼓勵(lì)學(xué)生們?cè)诳蒲械缆飞嫌掠谔剿?，尤其是要大力支持女性科學(xué)家的培養(yǎng)與發(fā)展，鼓勵(lì)更多女性參與到物理學(xué)和工程學(xué)的研究中，為科學(xué)領(lǐng)域注入更多多樣性和創(chuàng)新力量，推動(dòng)學(xué)科進(jìn)步。
講座結(jié)束后，周輝為穆魯頒發(fā)紀(jì)念禮物并合影留念。
“大師面對(duì)面”系列講座已連續(xù)舉辦十場(chǎng)，是深圳大學(xué)自2022年10月起打造的學(xué)術(shù)講座品牌活動(dòng)，主題圍繞二十大報(bào)告提出的“科技創(chuàng)新、科教興國、人才強(qiáng)國”戰(zhàn)略，內(nèi)容涵蓋“師德師風(fēng)、教書育人、黨史法制、心理健康”等，力求達(dá)到文理兼?zhèn)洌瑢W(xué)術(shù)交流和教化育人并舉的目標(biāo)，現(xiàn)已成為學(xué)校具有影響力的學(xué)術(shù)交流平臺(tái)和講座品牌。
（黨委宣傳部 楊瀅瀾 物理與光電工程學(xué)院 孔祥華）
