极端光设施:使命与挑战

ELI将是世界上第一个致力于研究在极端相对论强度条件下物质与激光作用的大型基础设施,可在前所未有的强度水平下开展激光与物质相互作用研究。将用于探索阿秒-仄秒尺度的超快现象,并将开创激光与物质相互作用的新时代:超相对论领域,乃至其中的非线性量子电动力学的范畴,可以从真空中产生真空极化和基本粒子。ELI的科学使命是从原子到真空状态下对物质结构进行全面研究。ELI的建立将产生原子核物理革命。同时,它还产生一系列新技术,产生相对论性的微电子。ELI也具有广泛的社会效益,如在医学方面可提供新的放射成像技术和强子治疗方法。ELI对材料科学的发展也将有重要贡献。

The Extreme Light Infrastructure: Missions and Challenges

The Extreme Light Infrastructure(ELI) will be the first research infrastructure dedicated to the fundamental study of laser-matter interaction in the ultra-relativistic regime. With this infrastructure, the studies of laser-material interaction can be carried out at an unprecedented level of intensity. This infrastructure will be used to study the ultrafast phenomena on attosecond-zeptosecond scale, and will open the door to a new area of laser-matter interaction: the field of ultra-relativistic, and even the scope of the nonlinear quantum electrodynamics, to create a vacuum from the vacuum pole and elementary particles. ELIs scientific mission is to conduct a comprehensive study of the structure of matter from atoms to the vacuum. The ELI will inspire a new revolution in nuclear physics. It will also bring a series of new technologies, produce relativistic microelectronics. ELI will also have a wide range of social benefits. For instance, in medicine it can provide new radiation imaging technology and Hadronic treatment. It will also have significant contribution to the development of materials science.Gérard Mourou教授和12个欧洲合作伙伴提出了建设ELI(极端光实施)项目的建议,ELI项目将制造世界上最强的激光。在第七研究和发展框架计划(PCRD)中,欧盟委员会委托法国国家科学研究院ELI项目,Gérard Mourou教授为此项目的创始人。2013/2015年之后,ELI项目将建造一台有能力释放脉冲峰值可达200拍瓦(1拍瓦=1亿兆瓦)的超大功率激光器。通过极端强度,可以把真空碎裂而分解成基本粒子与反粒子。脉冲的超短持续时间允许在阿秒甚至仄秒的时间内观察粒子的活动与反应。这些极端强度激光脉冲可以减少一千至一万倍粒子加速器需要的产生粒子光束或辐射光束的距离。ELI项目打开了一个新的光学分支:极端相对光学。此光学分支细分为粒子物理学、核物理学、天体物理学和宇宙学。最后,极端光在生命科学,甚至在材料科学领域里被特别广泛地联合应用。Gérard Mourou教授获得过美国光学学会Charles H. Townes奖、法国国家科学院Grand Prix Carnot奖、量子电子物理学Lamb奖、法国研究部部长卓越奖、美国IEEE-LEOS量子电子奖、密歇根大学拉塞尔奖(该大学最高荣誉)、斯蒂芬南阿特伍德工程学院优秀工程奖、IEEE萨尔诺夫(Sarnoff)奖、国际光学工程学会(SPIE)H. Edgerton奖、美国光学学会R. W. Wood奖、密歇根大学研究杰出奖等多项国际奖项。Gérard Mourou教授还担任美国国家工程学院外籍院士、俄罗斯科学院外籍院士、奥地利科学院外籍院士、意大利隆巴多科学和文学科学院外籍院士、美国光学学会会士、美国电气电子工程师学会士。