記“超短超強激光科學的若干前沿問題研究”創新群體

　　從1999年1.4TW（太瓦，功率單位）的“極光Ⅰ號”，到2001年20TW的“極光Ⅱ號”，再到2006年研制的350TW“極光Ⅲ號”，中科院物理所光物理重點實驗室已成為全球范圍內擁有百TW級激光裝置的少數實驗室之一。

　　激光裝置水平的不斷提升，不僅印證著實驗室邁入國際先進水平的歷程，也見證了 “超短超強激光科學的若干前沿問題研究”這一創新研究群體的成長與發展。

　　2004年，國家自然科學基金委員會正式批準立項，資助“超短超強激光科學的若干前沿問題研究”創新研究群體。研究團隊的形成，則與早前激光領域的突破性進展密切關聯。

　　1985年，美國物理學家首先提出并實現了“啁啾脈沖放大技術”，這被視為激光技術發展史上的一個重要里程碑。其意義之重大，恰似哥倫布發現了新大陸。

　　該技術將激光光強提高了6個數量級，從而使得之前只存在于“天體”或“核爆炸”等極端條件下的物理參量，能夠得以在實驗室條件下獲得。這給物理光學研究打開了一片新天地。

　　恰逢其時，激光科學領域的這一重大進展和趨勢，讓創新研究群體內的骨干自然而然地走到了一起。

　　創新研究群體項目負責人張杰，1988年從中科院物理所獲得博士學位后，先后在德國馬普學會量子光學所、英國牛津大學和盧瑟福實驗室等國外光學研究重鎮從事了十年之久的前沿科研工作。1999年，張杰回到物理所擔任光物理重點實驗室主任，在物理所開辟了“超短超強激光與物質相互作用”研究方向。

　　這個嶄新的研究方向帶給大家很多機遇和挑戰。張杰歸國前后，盛政明、魏志義等研究人員也紛紛從海外回到物理所，逐漸凝聚成一個團隊。

　　“這些研究人員從事研究的具體手段可能有差別，但他們針對共同的物理問題有著共同的研究興趣，就是超短超強激光及其帶來的新研究機遇。”研究團隊成員之一、光物理重點實驗室教授李玉同介紹說，“啁啾脈沖放大技術有一個超快的特性，能夠在飛秒的超短時間內聚集起能量非常強的激光，所以叫做超短超強激光。”

　　在群體成員看來，共同的物理基礎，是科研團隊形成的必要條件，而更為根本的則是要有非常合理的人才結構。

　　激光裝置、物理實驗和理論模擬，三方面的人才構成團隊的“鐵三角”，缺一不可。首先，要有符合研究要求的激光器，團隊中的激光專家有魏志義、滕浩、馬景龍等研究人員，專事超短超強激光系統的研制和運行；其次，激光與物質相互作用的物理實驗是開展研究的核心，張杰、李玉同、陳黎明等研究人員重點負責實驗研究；最后，與實驗相結合的理論模擬研究，以及新概念的提出等基礎理論的探索，由盛政明、金奎娟、王偉民等研究人員主攻。

　　如此一來，每個人都能在各自擅長的方向發揮最大作用，由國內頂尖科研人員互相配合形成的團隊最終呈現出整體戰斗力。

　　正如一支隊伍一定需要優秀的將領，對于創新研究群體而言，同樣需要能夠引領大家進行科研攻堅的學術帶頭人。

　　作為該創新研究群體的學術帶頭人，張杰自1999年回國以來一直工作在科研第一線，他對科學研究不懈追求的執著和激情，讓群體內的中青年科學家充滿了科研熱情和活力。用團隊成員的話說，就是大家“都很服”，都愿意跟著他一起努力。

　　“平時他并不刻意做什么，但他在談吐、舉止間展現的見識和魅力，這本身就可以凝聚人。”李玉同認為群體成員對帶頭人發自內心的欽佩，源于張杰對科學的深刻理解，“從科學層面來說，帶頭人一定要有見地，一定是站在更高的角度”。

　　在張杰的帶領下，這個自然成型的科研“鐵三角”團隊，設定了創新研究群體的目標：對相對論強激光科學中的若干重要前沿問題進行創新性研究，開拓我國相對論強激光研究的新領域，在若干方面取得具有原始創新意義的重要結果；建立一只具有創新潛力和沖擊國際前沿能力的研究團隊，培養一批優秀人才，使我國在這一研究領域占有一席之地。

　　團隊初創時經歷過較為困難的一段時期。戰斗需要武器，而當時的團隊有著頂尖的科研思想，卻苦于沒有開展研究的優質激光裝置等硬件設備，只能在一個幾平方米見方的光學實驗平臺上進行科研。

　　團隊成員介紹說，那個階段從國外直接買一臺20TW的激光裝置不僅造價昂貴，也沒有自己的知識產權。而我們自己有高水平的研究隊伍，所以決定自己研制所需的激光裝置和靶場實驗系統。

　　基金委看到了團隊的實力和他們研究方向的前景，于是提供了“第一桶金”。在2004年創新研究群體資助項目實施之前，團隊內的張杰、盛政明、魏志義都獲得過國家杰出青年科學基金、面上項目等資助。在項目實施過程中，李玉同、金奎娟、翁羽翔也先后獲得了國家杰出青年基金的資助。

　　基金委的持續支持，做實了科研人員的合作交流，使得團隊成員能夠始終堅持在共同瞄準的科研方向和科學問題上開拓創新。

　　利用基金委的“第一桶金”，同時在中科院的支持下，團隊開始解決硬件設施這一塊短板，充實自己的裝備。很快，他們自主研制了由超短超強激光系統、物理實驗裝置及診斷設備、大型數值模擬程序組成的先進研究平臺。研究平臺的搭建過程也鍛煉并提升了整個團隊的自主創新能力。有了戰斗武器，團隊便開始利用這一平臺，對強激光科學的若干前沿問題進行深入而系統的研究。

　　從一開始，群體就將科研方向定位在與國際同步的前沿問題，而不是跟蹤已有成果。例如，強激光產生的極端條件可以和天體物理相比擬，這為人們在實驗室中對某些天體科學問題進行近距、可控、實時的研究提供了機遇。李玉同介紹說：“盡管國外學者早就意識到這一重大前沿交叉問題，但一直沒有找到合適的突破口。”

　　張杰與中科院上海天文臺研究員趙剛是多年的老朋友，他們自2000年起就在這個艱難的道路上合作探索。經過近十年的堅持，近年來終于收獲了成果。其中，在實驗室中對黑洞邊緣的光電離過程和太陽火焰中的磁重聯現象的研究取得了突破性進展，走在了國際前列。2009年至今，已有兩篇相關研究論文發表在國際權威期刊《自然—物理》（Nature Physics）上。

　　群體對實驗室天體物理所作的貢獻，得到了國際學界的認可。著名實驗室天體物理專家、密歇根大學教授P.Drake在群體2009年發表成果的同期《自然—物理》上撰文，將他們的工作作為重要進展進行點評，題為《如何研究黑洞》。

　　在群體看來，這些成就中收獲的榮譽感是對整個團隊的科學家最為重要的激勵。每個人的付出，都能看到真正的成果和進步，每個人都有成長的空間，并且能夠活動在科研領域的最前沿，這些都是團隊愈加凝聚的動力。

　　國際視野，是這個群體的另一特點。團隊中的骨干人員大都有著在美國、日本、英國、俄羅斯等科技發達國家從事科研的經歷，這使得群體與國外建立了很強的聯系。一方面，與海外華人科學家有著密切交流，另一方面，和領域內國外著名實驗室建立了合作關系。這保證了群體始終能夠觸摸到該領域的最新國際進展。

　　而更為重要的是，瞄準國際前沿的創新研究群體經過不懈努力，贏得了國際同行的認可，跨入了一流研究行列并占有一席之地。

　　群體研究成果，除了以可量化的論文和ZL等形式表現出來之外，團隊認為，取得國際同行的認可和良好評價是科研層面上更為重要的收獲。

　　“別人愿意邀請我們去講、寫綜述、介紹研究工作，也愿意主動找我們合作，這都是因為研究群體在國際同行中得到了公認的學術地位。”李玉同認為，群體的成功也表現為在國際同行中擁有了一定的“發言權”。

　　在創新研究群體項目執行的6年間，群體先后受邀為Applied Physics B, High Energy Density Physics 等5家專業學術刊物撰寫專題綜述論文，全面介紹研究群體的科研進展，并多次在本專業重要國際會議作大會邀請報告。

　　群體自主研發的研究平臺，因其相關實驗和理論模擬能力均可與發達國家媲美，在6年間吸引了來自意大利、英國、法國、日本和韓國的科學家前來實驗室進行聯合科學研究。到目前為止，已經進行了11次聯合實驗。這些，都表明群體已經成為具有國際影響力的團隊。