原标题：专访｜张杰院士：追逐激光，从“人造太阳”到微观世界探索
激光，是人类最伟大的发明之一，被认为是“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。这道光焦点下的微观物质世界，如此令人着迷，让张杰研究了30多年。
2021年的未来科学大奖如约而至，其中的物质科学奖颁给了上海交通大学/中科院物理所张杰院士，奖励他与其团队通过调控激光与物质相互作用，产生精确可控的超短脉冲高能电子束，并将其应用于激光核聚变的快点火研究和实现超高时空分辨高能电子衍射成像。
何为激光核聚变的快点火研究？超高时空分辨高能电子衍射成像意味着什么？日前，张杰从繁忙的科研工作中专门抽出时间，接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）专访，解读获奖成果的科学意义，并对年轻科研人员的未来发展提出建议。
张杰院士
张杰说，物理学家喜欢探索的科学问题有两类，第一类是人类社会发展中遇到的瓶颈性难题，比如当前人类社会发展迫切需要解决的最大难题—终极能源问题，第二类是自然界中最难以理解的奥秘，比如微观世界的结构与功能。
激光具有极好的方向性、相干性和偏振等特点，因此，激光和物质相互作用可以产生精确可控的超短脉冲高能电子束。一方面，高能电子束可以将其携带的能量精准地输运到预先压缩的聚变燃料中，实现快速加热，引发核聚变反应。核聚变能由于其燃料来自海水、效率是化石能源的千万倍、没有长期的核废料、没有碳排放等特点，因此被视为未来社会的“终极能源”。
另一方面，超短脉冲高能电子束也可以作为极其敏感的探针，为探测微观世界的超快动力学过程，提供超高时空分辨的研究手段。张杰团队研制的高能电子衍射与成像装置达到了亚埃级的超高空间分辨能力和50飞秒的超高时间分辨能力。
1飞秒等于1000万亿分之一秒，在张杰团队之前，时间分辨能力的国际最好水平是150飞秒。“微观物质世界有不少重要的超快过程的时间尺度恰巧在100飞秒左右，所以当我们的装置达到50飞秒的时间分辨能力时，就使人类第一次具有了直接观察微观世界这些超快过程的能力了。”张杰打了个比方，就像对高速运动物体的摄影，只有相机“快门”的速度比运动速度更快，才可以清晰成像。
从上世纪九十年代以来，对激光焦点下微观世界前沿的不断探索与发现，让张杰着迷了30多年。9月12日，在接到未来科学大奖物质科学奖获奖通知的那一刻，他正在与团队成员一起开会，对刚结束的夏季实验进行总结。
激光，是人类最伟大的发明之一，被认为是“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。这道光焦点下的微观物质世界，如此令人着迷，让张杰研究了30多年。
2021年的未来科学大奖如约而至，其中的物质科学奖颁给了上海交通大学/中科院物理所张杰院士，奖励他与其团队通过调控激光与物质相互作用，产生精确可控的超短脉冲高能电子束，并将其应用于激光核聚变的快点火研究和实现超高时空分辨高能电子衍射成像。
何为激光核聚变的快点火研究？超高时空分辨高能电子衍射成像意味着什么？日前，张杰从繁忙的科研工作中专门抽出时间，接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）专访，解读获奖成果的科学意义，并对年轻科研人员的未来发展提出建议。
张杰院士
张杰说，物理学家喜欢探索的科学问题有两类，第一类是人类社会发展中遇到的瓶颈性难题，比如当前人类社会发展迫切需要解决的最大难题—终极能源问题，第二类是自然界中最难以理解的奥秘，比如微观世界的结构与功能。
激光具有极好的方向性、相干性和偏振等特点，因此，激光和物质相互作用可以产生精确可控的超短脉冲高能电子束。一方面，高能电子束可以将其携带的能量精准地输运到预先压缩的聚变燃料中，实现快速加热，引发核聚变反应。核聚变能由于其燃料来自海水、效率是化石能源的千万倍、没有长期的核废料、没有碳排放等特点，因此被视为未来社会的“终极能源”。
另一方面，超短脉冲高能电子束也可以作为极其敏感的探针，为探测微观世界的超快动力学过程，提供超高时空分辨的研究手段。张杰团队研制的高能电子衍射与成像装置达到了亚埃级的超高空间分辨能力和50飞秒的超高时间分辨能力。
1飞秒等于1000万亿分之一秒，在张杰团队之前，时间分辨能力的国际最好水平是150飞秒。“微观物质世界有不少重要的超快过程的时间尺度恰巧在100飞秒左右，所以当我们的装置达到50飞秒的时间分辨能力时，就使人类第一次具有了直接观察微观世界这些超快过程的能力了。”张杰打了个比方，就像对高速运动物体的摄影，只有相机“快门”的速度比运动速度更快，才可以清晰成像。
从上世纪九十年代以来，对激光焦点下微观世界前沿的不断探索与发现，让张杰着迷了30多年。9月12日，在接到未来科学大奖物质科学奖获奖通知的那一刻，他正在与团队成员一起开会，对刚结束的夏季实验进行总结。
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