9月12日，本年度“未來科學(xue)大獎”揭曉，其中的(de)“物(wu)質科學(xue)獎”由上海交通大學(xue)張杰院士獲得，以獎勵他通過調控激光與(yu)物(wu)質相(xiang)互(hu)作(zuo)用產生精確可控的(de)超(chao)短脈沖(chong)快電子(zi)束，并將(jiang)其應用于(yu)實現超(chao)高時(shi)空(kong)分(fen)辨高能電子(zi)衍射成像和激光核聚變的(de)快點火研究(jiu)。

張杰院士是利用(yong)強激光束(shu)(shu)與(yu)(yu)物質(zhi)相互(hu)作(zuo)用(yong)高效產(chan)(chan)生方(fang)向(xiang)與(yu)(yu)能量(liang)(liang)可控的高強度快(kuai)(kuai)電(dian)子(zi)束(shu)(shu)（~100 keV 到(dao) 10 MeV）的開拓(tuo)者之一(yi)。自上(shang)個世紀九十年代以來，張杰院士領導中科院物理所(suo)和上(shang)海(hai)交通大(da)學(xue)的聯合研究團隊，在快(kuai)(kuai)電(dian)子(zi)束(shu)(shu)產(chan)(chan)生和應用(yong)方(fang)面取得了一(yi)系列(lie)重要突(tu)破，包括(kuo)高效率產(chan)(chan)生遠離麥克斯韋分(fen)布的超(chao)短脈沖(chong)快(kuai)(kuai)電(dian)子(zi)束(shu)(shu)，實現對(dui)快(kuai)(kuai)電(dian)子(zi)束(shu)(shu)發射(she)方(fang)向(xiang)與(yu)(yu)能量(liang)(liang)的精確調控，實現表(biao)面自生電(dian)磁場對(dui)快(kuai)(kuai)電(dian)子(zi)束(shu)(shu)的引導和聚焦以及超(chao)高時空分(fen)辨的兆電(dian)子(zi)伏(fu)特電(dian)子(zi)衍射(she)與(yu)(yu)成像等。

他(ta)們(men)研(yan)制的(de)超(chao)短(duan)脈沖兆電(dian)子伏特電(dian)子衍射與(yu)成(cheng)像裝置，達到了亞(ya)埃(ai)（1埃(ai)等(deng)于百(bai)億分之(zhi)一(yi)米）級的(de)空(kong)間分辨能(neng)力(li)，并(bing)將(jiang)時間分辨能(neng)力(li)提(ti)高到創記(ji)錄的(de)50飛秒(miao)（1飛秒(miao)等(deng)于一(yi)千萬億分之(zhi)一(yi)秒(miao)）。利(li)用這臺裝置，他(ta)們(men)與(yu)合(he)作者成(cheng)功地實現了超(chao)快光場對(dui)量子材料維度的(de)調(diao)控，觀(guan)察到瞬態的(de)光致(zhi)新奇(qi)物(wu)(wu)態；實現了對(dui)光誘導的(de)新型相變(bian)以及單分子成(cheng)像等(deng)重(zhong)要物(wu)(wu)理(li)與(yu)化學瞬態過程(cheng)的(de)觀(guan)測(ce)。

張杰團隊對(dui)超短(duan)脈(mo)沖快(kuai)電子束的(de)(de)研(yan)究起源于對(dui)激光核(he)聚變中快(kuai)點(dian)火方案研(yan)究的(de)(de)需求。作為人類獲得(de)終極能(neng)源的(de)(de)可(ke)(ke)能(neng)選項(xiang)，激光核(he)聚變是(shi)由燃(ran)(ran)料壓縮(suo)和加熱兩個(ge)階(jie)段組成的(de)(de)。快(kuai)點(dian)火方案由于可(ke)(ke)以將壓縮(suo)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)與點(dian)火過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)分別獨立(li)優化(hua)，因(yin)此，可(ke)(ke)以節省驅動能(neng)量并降低(di)不(bu)穩定性。精確可(ke)(ke)控的(de)(de)超短(duan)脈(mo)沖快(kuai)電子束的(de)(de)作用就(jiu)是(shi)將激光能(neng)量高效地(di)傳輸到預先壓縮(suo)的(de)(de)燃(ran)(ran)料中，使其(qi)快(kuai)速(su)加熱到聚變溫度，實(shi)現聚變反(fan)應。他(ta)們的(de)(de)研(yan)究為深入理(li)(li)解快(kuai)點(dian)火物理(li)(li)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)做(zuo)出(chu)了重要貢獻。

未來(lai)(lai)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)大獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)設立(li)于 2016 年(nian)，是由(you)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)家(jia)、企業(ye)家(jia)群體(ti)共同(tong)發起(qi)的(de)(de)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)項(xiang)。評(ping)審體(ti)系主(zhu)(zhu)要參考諾(nuo)貝爾獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)、圖靈獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)等國際著(zhu)名(ming)(ming)獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)項(xiang)，采取(qu)提(ti)名(ming)(ming)邀(yao)約制和國際同(tong)行評(ping)議制。候(hou)(hou)選(xuan)人(ren)由(you)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)委員(yuan)會邀(yao)請(qing)的(de)(de)提(ti)名(ming)(ming)人(ren)提(ti)名(ming)(ming)產生。由(you)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)委員(yuan)會邀(yao)請(qing)包括(kuo)諾(nuo)獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)得主(zhu)(zhu)、圖靈獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)得主(zhu)(zhu)、菲爾茲(zi)獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)得主(zhu)(zhu)以及數十(shi)位美國、法(fa)國、德國等國的(de)(de)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)院、工(gong)程院院士等國際專家(jia)，對(dui)各候(hou)(hou)選(xuan)人(ren)被提(ti)名(ming)(ming)的(de)(de)工(gong)作(zuo)成果在工(gong)作(zuo)成就、創新性、影響力等方面(mian)做(zuo)同(tong)行評(ping)議。最(zui)終的(de)(de)獲(huo)獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)者名(ming)(ming)單由(you)未來(lai)(lai)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)大獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)委員(yuan)會參考國際同(tong)行評(ping)議信不記名(ming)(ming)投票確定。未來(lai)(lai)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)大獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)目(mu)前設置(zhi)“生命(ming)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)”、“物質(zhi)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)”和“數學(xue)與計算機科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)”三(san)大獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)項(xiang)。袁(yuan)國勇、裴偉(wei)士獲(huo)得今年(nian)的(de)(de)未來(lai)(lai)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)大獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)“生命(ming)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)”， 施敏(min)獲(huo)得“數學(xue)與計算機科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)獎(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)”。