最新消息|李儒新：羲和，中国自己的强激光( 二 ) 李儒新：羲和，中国自己的强

我们国家在长春制造了我国的第一台激光器，是1961年中国科学院的光学精密机械研究所（“光机所”）制造的。上海光机所，就是长春光机所发展了第一台激光器之后到上海来建立的机构。回顾加速器和激光的历史会看到，两者一开始没有很紧密的关系，但现在已经形成了相互促进、共同发展的新局面。
激光器和加速器
我给大家讲一讲这里面的故事。
现在我们先回到加速器。刚刚讲到，加速电子需要高压电场，当电压升高之后，如果加速器很小（电场强度大），介质（比如空气，再比如实验室中的假真空）就很容易被击穿。因此要把电子加速到很高的能量，需要造很大的加速器，后来劳伦斯又提出了能够转圈的回旋加速器，一定程度上减小了加速器的尺寸。刚刚提到的上海光源就是通过环形的加速器来加速电子的。
现在世界上最大的环形加速器LHC在欧洲核子研究组织（CERN），周长27公里。在这个装置上也获得了很多极其重要的科学成果，比如找到了“上帝粒子“——希格斯玻色子，它是粒子物理标准模型的一块很重要的基石。

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中国的第一台激光器是王之江老师1961年在长春做的。它与美国的第一台激光装置有差别。虽然他们利用的方法有所不同，但基本原理类似。中国的这一台装置在原理设计上面能够提供更高的效率。

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我们今天的激光器发展到了什么样的程度呢？如下图所示。其中右列的第五个装置就是我们的“羲和”装置。

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1960年第一台激光器发明之后，它的功率是瓦级，甚至没有达到我们日常照明灯光的功率。而现在我们达到了十个拍瓦（万万亿瓦）。当然，欧洲、美国、英国的国际同行也在建设一些类似的装置，大家都在朝着更高的峰值功率这个目标迈进。
激光装置相对加速器而言，体积小一些，它的能量密度更高，可以在更小的时间、空间把能量提高到更高的量级。如果两种技术相结合的话，就有可能把几十公里大的加速器做得比较小巧，当然这是未来的一个目标。
我们可以在地图上看到，除了激光、加速器以外，还有一些结合两者优势的装置都在我们的附近。

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上海光源通过转圈的方式把电子加速到30亿的电子伏特；已经建成的“羲和一号”达到了万万亿瓦的峰值功率。我们正在建结合激光和加速器的一个装置，就是图中红颜色的部分。这个装置可以让电子在1.4公里的长度内达到80亿电子伏特，然后让它发出光。
未来我们的“羲和二号”比目前的“羲和”性能高十倍，功率能跟100个太阳相比。“羲和二号”装置在图中也可以看到。未来两个光源的相互作用能够提供科学发现的机会。“羲和”这样一个装置可以提供前所未有的极高的能量密度。这么短的时间空间窗口里面，它创造的电场强度、磁场强度还有光的压力等物理条件都是其他手段所不能提供的。因此，它带来了很多基础研究、科学发现的机遇。
现在“羲和一号”已经建成了，今年（指2021年）就开始对外开放，有很多好想法的科学家就可以利用这个装置来做实验。