上海交通大学张杰院士获得2021年度“未来科学大奖”

发布日期:2021-09-12阅读次数: 1625

      9月12日,本年度“未来科学大奖”揭晓,其中的“物质科学奖”由上海交通大学张杰院士获得,以奖励他通过调控激光与物质相互作用产生精确可控的超短脉冲快电子束,并将其应用于实现超高时空分辨高能电子衍射成像和激光核聚变的快点火研究。



      张杰院士是利用强激光束与物质相互作用高效产生方向与能量可控的高强度快电子束(~100 keV 到 10 MeV)的开拓者之一。自上个世纪九十年代以来,张杰院士领导中科院物理所和上海交通大学的联合研究团队,在快电子束产生和应用方面取得了一系列重要突破,包括高效率产生远离麦克斯韦分布的超短脉冲快电子束,实现对快电子束发射方向与能量的精确调控,实现表面自生电磁场对快电子束的引导和聚焦以及超高时空分辨的兆电子伏特电子衍射与成像等。



      他们研制的超短脉冲兆电子伏特电子衍射与成像装置,达到了亚埃(1埃等于百亿分之一米)级的空间分辨能力,并将时间分辨能力提高到创记录的50飞秒(1飞秒等于一千万亿分之一秒)。利用这台装置,他们与合作者成功地实现了超快光场对量子材料维度的调控,观察到瞬态的光致新奇物态;实现了对光诱导的新型相变以及单分子成像等重要物理与化学瞬态过程的观测。


      张杰团队对超短脉冲快电子束的研究起源于对激光核聚变中快点火方案研究的需求。作为人类获得终极能源的可能选项,激光核聚变是由燃料压缩和加热两个阶段组成的。快点火方案由于可以将压缩过程与点火过程分别独立优化,因此,可以节省驱动能量并降低不稳定性。精确可控的超短脉冲快电子束的作用就是将激光能量高效地传输到预先压缩的燃料中,使其快速加热到聚变温度,实现聚变反应。他们的研究为深入理解快点火物理过程做出了重要贡献。


      张杰院士介绍




 张杰,1958年出生于中国山西。1988年在中国科学院物理研究所获得博士学位,目前是上海交通大学、中国科学院物理研究所教授。


 张杰教授是世界知名的激光等离子体物理学家,在高能量密度物理和激光聚变物理前沿研究领域做出多项重要学术贡献,并因此于2003年当选中国科学院院士、2007年当选德国国家科学院院士、2008年当选第三世界科学院院士、2011年当选英国皇家工程院外籍院士、2012年当选美国国家科学院外籍院士,2015年获得激光聚变与高能量密度物理研究领域国际最重要的奖项-爱德华·泰勒奖章,他也是世界范围内首位获得该项荣誉的华人科学家。


 张杰教授领导的上海交大激光等离子体实验室研究团队,连续三期(九年)获得国家自然科学基金委创新群体资助(2012-2020),长期与美国、英国、日本的重要科研机构开展高水平的国际合作,是国际学术界相关领域最有影响的团队之一。


 在过去的30多年的时间里,张杰教授在激光等离子体研究领域培养了100多名博士,他们中的大多数都活跃在激光等离子体研究领域,并在国内外一流大学和科研机构获得了教职和研究岗位。张杰还全国培养出蔡诗东等离子体物理奖获得者最多的博士生导师之一。


 张杰教授主持过多项国家自然科学基金委重大项目,还是两期科技部973项目首席科学家,目前作为首席科学家主持中科院“新型激光聚变方案”先导专项研究。


 张杰教授曾先后获中国青年科学家奖(1998)、香港“求是”杰出青年学者奖(1999)、国家自然科学基金委杰出青年学者(1999)、中国科学院优秀百人计划获得者(2002)、中国光学学会王大珩光学奖(2002)、中国物理学会饶毓泰物理奖(2003)、世界华人物理学会“亚洲成就奖”(2004)、何梁何利科技进步奖(2006)、国家自然科学二等奖(2006)、中国科学院杰出科技成就奖(2007)、第三世界科学院TWAS物理奖(2007)、中国科学十大进展(2011)、美国核学会爱德华·泰勒奖章(激光聚变与高能量密度领域国际最高奖项)(2015)、香港求是科技基金会杰出科技成就集体奖(2018)。


 2006年-2017年任上海交通大学校长,2017年-2018年任中国科学院副院长。是中国共产党第十七届、十八届中央委员会候补委员,第十三届全国政协常务委员。目前担任中国物理学会理事长、上海交通大学学术委员会主任、致远学院荣誉院长。


 他曾任亚太物理学会联合会主席、香港特区高等教育资助委员会(UGC)委员、香港特区科研资助委员会(RGC)委员、新加坡国家研究理事会(NRF)外国专家评审委员、德国洪堡基金会(AvH)外国专家咨询委员会委员。他还是美国国家科学院在物理领域设立的Comstock Prize和美国物理学会在等离子体领域设立的Ronald Davidson等离子体物理奖遴选委员会委员。他是香港城市大学荣誉博士(2008)、英国女王大学荣誉博士(2010)、加拿大蒙特利尔大学荣誉博士(2011)、美国罗切斯特大学荣誉博士(2013)。


未来科学大奖介绍


      未来科学大奖成立于2016年,是由科学家、企业家群体共同发起的民间科学奖项。评审体系主要参考诺贝尔奖、图灵奖等国际著名奖项,采取提名邀约制和国际同行评议制。未来科学大奖关注原创性的基础科学研究,奖励在大中华区做出杰出科技成果的科学家(不限国籍)。奖项以定向邀约方式提名,并由优秀科学家组成科学委员会专业评审,秉持公正、公平、公信的原则,保持评奖的独立性。最终的获奖者名单由未来科学大奖科学委员会参考国际同行评议信不记名投票确定。