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追光“梦之束”,甘坐“冷板凳”

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    [LV.9]以壇為家II

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    發表於 2022-10-12 18:03:42 |只看該作者 |倒序瀏覽

    从30岁到42岁,王文涛为一束光追逐了3000多天。终于,这被称为“梦之束”的激光尾波场加速的电子束,在王文涛所在的团队手中,迈出了从梦想到现实应用的关键一步。

    默默无闻的3000多个日日夜夜里,王文涛和团队经历了熬夜、争论、挫折、失败,也经历了从头再来、相互鼓励支持、见证惊喜。这一切,都为科技工作者的“最美”作出了最好的诠释——执着、献身、攀高峰。

    日前,王文涛获评2022年上海“最美科技工作者”。得知消息时,他正和团队一起在上海超强超短激光实验装置“羲和”上,为获得更高能量、更高品质的电子束,熬了几个月“行军床+盒饭”的日子。

    从“公里级”缩短到“米级”

    计算机的体积可以从诞生之初的几间房,缩小到如今可随手塞进口袋。那么,动辄几百米、几千米的光子科学大装置,可否变成“台式机”?如果可以实现,动辄投资数亿元的装置就能“进入寻常实验室”,让更多科学家用得上这一探索微观世界的利器。

    缩短电子加速“助跑”过程是重要一步。传统电子加速方式受物理条件限制,电子不得不通过短则几百米、长则两三千米的“加速助跑”,来获取足够高的能量。然而,科学家发现,如果电子被强激光激发的尾波场所裹挟,就能被瞬间加速到极高能量——就像跟在快艇尾部的冲浪者,毫不费力就能风驰电掣。

    2004年,美、法、英等国的科学家在实验中取得激光尾波场电子加速的重大突破,国际顶尖学术期刊《自然》杂志在封面以“梦之束”为题进行了报道。从此,这也成为该领域科学家共同追求的前沿课题。但如何通过激光尾波场获得高品质电子束,却成为难以突破的瓶颈。

    2010年,刚从中国科学院上海光学精密机械研究所博士毕业的王文涛,接下了这个艰难任务。其实,激光电子加速并非王文涛熟悉和擅长的领域,不过考虑到实验室的发展需求,他还是很乐观地决定试一试。

    从“奋战300天”到“坚持3000多天”

    “加班奋战300天,不见出光誓不还。”这句口号是2013年王文涛在两个集装箱搭起的临时数据收集工作间上写下的。没想到这场奋战坚持了3000多天。

    “古文中,三百是个虚指的数,我其实想说‘不见出光,誓不罢休’。”王文涛回忆起十年间崎岖坎坷的追光之路,2017年是万丈豪情跌落得最惨痛的一次,在沉重的焦虑和挫败感下,他几乎想要放弃。

    那一年,原有方案历经三年尝试后宣告失败,这意味着整个装置建设都要推倒重来。“那段时间,整个人都像在迷雾中,不知道脚下的路是对是错,也不知道希望在哪里。”王文涛说,正是在那个时候,他感受到了科研生命中最珍贵的东西——信任。

    “向世界证明这个方案不可行,也是一种成功。”项目负责人、中科院院士李儒新的这句话,让王文涛重新振作起来。在同事们的相互鼓励下,他和团队一起开始尝试第三种、第四种方案……终于,在2019年12月31日凌晨,他们在国际上率先完成了台式化自由电子激光装置原理的实验验证。


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