2018年诺贝尔物理学奖获得者法国科学家Gérard Mourou教授访问北京大学并发表学术演讲

“北京大学百年物理讲坛第二十一讲”暨“北京大学诺贝尔奖获得者校园行”于2018年10月12日在北京大学隆重举行。本届讲坛邀请到2018年诺贝尔物理学奖获得者——Gérard Mourou（热拉尔•穆鲁）教授访问北京大学，并发表了题为“ELI极端光学研究及未来发展：高能量单周期激光科学”的公开学术演讲。本次活动由国家外专局、北京大学主办，北京大学物理学院、北京大学国际合作部协办。

报告会前，北京大学校长林建华教授在英杰交流中心会见了Mourou 教授, 北京大学副校长龚旗煌教授、物理学院副院长胡永云教授、物理学院副院长李焱教授、北京大学科研部副部长、物理学院颜学庆教授、物理学院刘运全教授、物理学院肖云峰教授、北京大学国际合作部部长夏红卫、北京大学国际合作部副部长严军、 北京大学科研部副部长蔡晖等陪同会见。林建华校长首先代表北京大学对Mourou教授获得2018年诺贝尔物理学奖表示诚挚的祝贺，对Mourou 教授访问北大并进行学术交流表示热烈的欢迎。林校长随后与Mourou教授探讨了其在超强激光领域的重要工作及其广泛影响。校长表示，Mourou教授的获奖对青年学子具有极大的激励作用，相信教授与北大学子的近距离交流会对他们产生深远影响。最后，林校长代表北京大学向Mourou 教授赠送了校景盘纪念品。

下午15时30分，Mourou教授在北京大学物理学院思源多功能厅发表了公开学术演讲，并在物理西楼二层报告厅开设分会场，对教授的报告全程进行实时转播。来自北京大学及兄弟院校的700余位师生聆听了大师精彩的演讲，两个会场均“站无虚席”，盛况空前。演讲正式开始前，龚旗煌副校长向Mourou教授颁发了“北京大学百年物理讲坛纪念牌”。报告会由李焱副院长主持。

报告会上，Mourou教授首先介绍了什么是啁啾脉冲放大技术（CPA）。这项技术的发明，极大地提高了激光的功率，例如可以达到10PW（1PW=10^15W）。同时，Mourou教授还介绍了一些啁啾脉冲放大技术在科学上的应用，比如激光质子加速器和尾场电子加速器。值得一提的是，也正是因为这项技术的发明，Mourou教授及其学生Donna Strickland荣获了今年的诺贝尔物理学奖。Mourou教授提到通过与北京大学激光加速实验室（CLAPA）合作，已经发现一种新的质子加速方法即单周期激光驱动质子加速（single-cycle laser acceleration，SCLA），相比已有的光压加速可以提高质子加速效率3-4倍，有望加速质子到数GeV。科学家们也已经计划将单周期的激光脉冲通过相对论压缩成单周期的x射线激光。他认为通过这项研究，科学与技术将会很快进入Exa瓦（10^18W）和仄秒（10^-21s）时代。随后Mourou教授介绍了x射线激光脉冲的应用，比如 x射线晶体加速器，它可以进一步提高激光的加速梯度。最后，Mourou教授对超强激光物理领域的前言进行了总结性的展望，他指出超强激光仍然具有很大的发展空间“The best is yet to come”！

学术演讲在经久不息的热烈掌声中结束。会后，老师和学生提出了一些很有意思的问题与Mourou大师进行近距离交流。同学们还依依不舍地围住Mourou教授进行了面对面的接触、签名、合影等活动，把这次大师讲坛活动推向了最高潮。这次高水平的前沿物理讲座可能对许多同学更加热爱物理、将来选择物理学研究起到了极大的启发与激励作用。

学者简介：

Gérard Mourou教授，法国科学家，电子工程与高能激光领域的先驱之一, 因和加拿大科学家Donna Strickland一起发明了啁啾脉冲放大技术（chirped pulse amplification, CPA）,荣获了 2018 年诺贝尔物理学奖。在长达 50 余年的科研生涯中, Mourou教授在激光技术领域做出了诸多开创性贡献。在莫罗等人的推动下，欧洲于2012年启动了极端光基础设施（Extreme Light Infrastructure，ELI），这一设施的三大实验室分别位于捷克、匈牙利和罗马尼亚，拟建设10拍瓦量级的超强激光器。这类激光器不仅可用于高能粒子加速、极端高亮度X和伽玛光源、光核物理，还可以用于非线性真空物理等来检验量子电动力学基本规律。目前我国在北京大学、上海交通大学、清华大学、中科院上海光机所、中科院物理研究所、中国工程物理研究院、高能物理研究所和国防科大等单位均建有与超短超强激光及其应用相关的实验室，与莫罗教授也有非常良好的互动及合作。

Gérard Mourou和Donna Strickland在20世纪80年代末发明了CPA技术。该技术利用了短脉冲激光具有很宽频谱的特点，首先利用一对光栅对短脉冲激光在时间上展宽上万倍，然后将其通过晶体等介质进行能量放大至晶体破坏阈值的极限，接着在真空中通过另一个对光栅将放大后的激光脉冲压缩至原来的脉冲宽度。从该技术刚发明至今，人们已经将激光脉冲的强度和功率提高了7-8个数量级，由此将激光与物质相互作用研究推进到之前难以想象的新领域。目前采用CPA放大技术的激光器已经可以产生脉宽在几十飞秒（10-15秒）、峰值功率达到拍瓦（10^15瓦）的激光脉冲。目前全球有数十个实验室开展基于这种超短超强激光脉冲的基础科学和应用研究。CPA技术为基础科学以及应用科学研究开拓了一片全新的领域，它能够让激光以极高的精确度在各种材料上进行切割、钻洞等操作，因而在工业和医疗等方面具有广泛的应用。在基础科学领域，CPA技术的应用则是更加广泛而深入，从超快非线性光谱、阿秒科学、新型高能粒子加速器、到高能量密度科学、乃至激光核聚变研究。2010年 Nature 曾经预测了今后10年6项与激光有关的科学突破，其中4项突破与超短超强激光紧密关联，包括台面电子和质子加速器、激光聚变、全光钟和阿秒科学。