(节选)
中国科学院物理研究所副所长张杰研究员在《2004科学发展报告》撰文,介绍他领导的研究组在超短超强激光与物质的相互作用研究方面所取得的成就。张所长写道:
超短超强激光科学的快速发展为人类提供了前所未有的功率密度(>1020 W/cm2)、电场强度(>1011 V/cm)、磁场强度(>109 G)、时间精度(10-15 s)、加速度(1019 g)、高温(109 K)、高压(108 Bar)等非常极端的实验条件,为许多学科的创新性研究和重大突破提供了极其重要的实验平台并产生了革命性的影响。
性能优良的超短超强激光是进行强场物理实验的必要条件和保障。中科院物理所强场物理研究组主要利用国产元件,发扬自力更生、艰苦奋斗的传统,建成了脉冲宽度30飞秒、输出能量大于640毫焦耳、峰值功率大于20太瓦的“极光II号”装置。该装置光束质量很好,激光聚焦后在物质表面的强度高达3x1019W/cm2。极光II号的建成为研究组提供了进行相对论光强相互作用物理实验的条件,为科研工作上一个新台阶提供了保证。
利用这些自建的激光装置和诊断设备,研究组在强场物理的实验和理论研究方面也取得了进展。具体的研究内容从研究对象来看,可以分为超短超强激光和固体、液体、气体和团簇相互作用研究;从所研究的物理内容角度来看,可以分为超短超强激光和等离子体相互作用、激光粒子加速、与快点火激光核聚变相关的高温高密度等离子体物理过程、强激光天体物理、X射线激光研究、飞秒激光脉冲在大气中的传输过程等。
2003年,中科院物理所强场物理研究组采用间隔为10纳秒的多脉冲激光束进行了与等离子相互作用实验,结果他们在激光偏振面内观测到有两束方向性良好的高能电子束,并且发现这两束高能电子的发射方向随激光偏振面的旋转而旋转。他们利用自己发展的粒子模拟程序对此现象进行了解释。该研究对于提高快点火激光核聚变研究中的高能电子产额和控制其发射方向以及探索无污染X射线源等方面有重要意义。
中国网 2004年3月22日