賀賢土

　　“高能量密度物理（HEDP）是一門正在興(xing) 起的物理學前沿交叉學科，研究的主要內(nei) 容是能量密度大於(yu) 每立方厘米10萬(wan) 焦耳狀態下的物質特性和運動規律，是物理學的一個(ge) 重要分支。”近日，在高能量密度物理國際會(hui) 議間歇，中科院院士賀賢土微笑著向記者開始了科普。

　　宇宙中恒星和行星，都是高能量密度物質。為(wei) 了研究宇宙物質的規律，在地球上，科學家們(men) 利用高功率激光器瞬間壓縮物質，來模擬實現天體(ti) 中的高能量密度狀態。

　　讓科學家感到興(xing) 奮的是，他們(men) 發現，高能量密度物理會(hui) 涉及大量用傳(chuan) 統物理無法完全解釋的新現象。其中，典型的高能量密度（HED）現象，一般表現為(wei) 量子效應與(yu) 經典效應並存。

　　賀賢土解釋說，在高能量密度狀態下，物質溫度通常小於(yu) 費米溫度，分子離解，原子部分電離，多種粒子共存。這種狀態導致物質性質十分複雜：大量粒子自由度被激發，常常呈現出很強的集體(ti) 效應和明顯的非線性效應，並且常常形成了複雜的可壓縮流體(ti) 形態。

　　“高能量密度物理已成為(wei) 物理學研究中的一個(ge) 亮點。”賀賢土說。

　　賀賢土指出，高能量密度物理揭示了極端條件下物質的新結構和新特性。對此進行研究是物理學家麵臨(lin) 的新挑戰。

　　他進一步介紹道，高能量密度物理研究需要解決(jue) 大量基礎科學問題和應用問題。

　　不過，隨著高功率激光器發展，高能量密度下的物質特性常常可用強激光進行研究，例如，天體(ti) 物理實驗室就是用強激光來研究觀測到的高能量密度天體(ti) 。因此，高能量密度物理研究不僅(jin) 提供了激光驅動慣性約束聚變的物理基礎，也有利於(yu) 檢驗高能量密度物理的一些重要研究結果。

　“事實上，激光聚變研究的最大動力來源於(yu) 人類對能源的需求。”賀賢土說，“在激光聚變過程中，大量的科學問題屬於(yu) 高能量密度物理問題。如果其中規律被弄清楚了，人類就能設計出合適的聚變裝置和燃料球，從(cong) 而產(chan) 生源源不斷的聚變能。不過，該研究目前尚不成熟，投入使用尚需時日。”

　　因此，世界各國競相對其進行研究。

　　其中，美國走在世界最前列。該國在上世紀80年代中期就設計並建成了納秒級脈衝(chong) 寬度、藍光輸出能量20千焦的NOVA激光裝置，並在此基礎上展開了大量有關(guan) 激光聚變物理的實驗研究。

　　90年代中期，美國又升級了NOVA和OMEGA激光器，輸出納秒級脈寬、藍光能量30～40千焦，隨後開始了國家點火裝置（NIF）的建造，其總能量達到了1.8兆焦。

　　而我國於(yu) 80年代中期建成了神光（SG）-I激光裝置；2000年建成神光（SG）-II激光器，供物理實驗。SG-II裝置可以輸出8束、總3千焦的藍光能量，已用於(yu) 5000多次物理打靶實驗，當前正在進行進一步升級。

　　神光（SG）-III激光裝置於(yu) 2006年開始建造，設計能量為(wei) 藍光200千焦以上，預計近年內(nei) 將正式運行。這些高功率激光裝置的建成，使得我國激光聚變和高能量密度物理實驗室研究得到了快速、蓬勃的發展。