“青年强,则国家强。”在刚刚过去的假期里,无数青年奋斗者放弃休息,坚守岗位,将个人理想融入国家发展大局,在平凡的岗位上书写着不平凡的篇章。让我们走近一位青年科研工作者,聆听他用汗水浇灌梦想、以实干诠释担当的奋斗故事。
上海交通大学李政道研究所天文与天体物理研究部的90后青年学者吴益鹏,这个假期依然忙碌在实验室里。他正全身心投入实验室天体物理平台的安装调试工作,同时筹备下半年即将开展的一系列物理实验。自平台启动建设以来,他的办公室——李所S419的灯光常常亮至深夜,周末也不例外。
在李所地下二层,一片长110米、宽20米的巨大空间里,三大核心装置——3拍瓦超高功率飞秒激光器、700焦耳高能量纳秒激光器、90兆电子伏特电子直线加速器,以及多功能靶场系统和高精度诊断系统已基本安装完毕。作为李所“2个平台+3个前进基地”核心布局的重要组成部分,这一平台凭借多装置耦合的综合能力,在全球该领域独树一帜,成为前沿研究的重要阵地。
吴益鹏和团队的目标是通过超强激光和高品质电子束,在实验室中复刻宇宙深处的极端物理环境,相当于“手搓”出一片微型宇宙,以探索超新星爆发、致密双星并合等极端天体现象背后的基本规律。他形象地比喻道:“我们要在实验室里找出藏在星辰大海中的宇宙密码。”
吴益鹏的研究领域横跨物理学研究的两个极端:微观世界的“极小”与宏观宇宙的“极大”。在微观层面,他致力于强激光驱动的粒子加速技术研究,旨在发展新一代超高梯度、小型化的加速器,为未来高能对撞机提供技术储备。同时,强激光还有望在实验室中产生暗物质的候选粒子——轴子,从而揭示暗物质的本质。在宏观层面,实验室天体物理则利用强激光重现宇宙中剧烈的天体物理过程,拓展人类认知边界的同时,间接推动了激光核聚变的发展,为未来解决能源问题提供可能路径。
“目前,粒子加速技术正从实验室走向实际应用,除了推动粒子物理前沿研究外,在肿瘤精准放疗和高端工业无损检测等领域也展现出巨大潜力。而实验室天体物理则在不断拓展人类认知边界的同时,为激光核聚变研究提供了重要支撑。”吴益鹏介绍道。
宇宙诞生138亿年来,孕育了无数极端物质形态,如黑洞并合、超新星爆发、相对论性喷流、快速射电暴等。这些过程释放的能量惊人,其物理条件远超地球日常环境。要在地球上模拟这种量级的物理环境,难度极大。国际上同类大科学装置往往功能单一,或专注于加速器,或专注于激光装置。而李所建设的这一平台,其独特之处在于三大装置的深度耦合,实现了综合物理场的协同作用。
“我们这种综合物理场的耦合能力,在世界范围内是独一无二的。”吴益鹏自豪地说。这种独特设计使得平台能够支撑包括实验室天体物理、激光核物理、粒子加速、等离子体光学乃至量子电动力学在内的多个前沿物理研究方向,确保了平台在未来很长时间内都能保持国际前沿竞争力。不久前,欧洲极端光基础设施(ELI)的高层代表团专程到访交流,对平台的前瞻性设计与建设水平给予了高度评价。
这一国际前沿平台的建成,离不开上海交大物理学科十余年来科研人员的共同努力和积累。大科学平台的建设需要巨额资金投入,起步阶段便面临重重困难。在学校与李所的全力支持下,团队先后争取到教育部、上海市科委的专项经费,才让蓝图一步步变为现实。
“平台是集体智慧的结晶,是整个团队拧成一股绳,一点点啃下了所有硬骨头。”吴益鹏感慨道。中国科学院院士、李政道研究所所长张杰担任平台建设总负责人,黄小军、朱鹏飞、葛绪雷、袁鹏等四位老师与吴益鹏共同承担了具体建设任务。上海交大物理与天文学院的科学家们也深度参与其中。
“要么不做,要做就一定要做到最好。”吴益鹏回忆道,在2024年国庆假期,由于团队提出了新的技术思路,他毅然决定将已经迭代了20多个版本、初步定稿的方案全盘推翻,从头开始优化布局,只为确保平台能够满足未来二十年乃至更久的发展需求。这种追求卓越的“轴”劲儿,在团队中并不罕见。负责靶场系统的袁鹏,对细节的要求近乎苛刻,甚至常驻加工厂,全程跟进生产进度,让合作企业都感到压力巨大。
如今,平台东部靶区已于2025年建成投用,西部靶区正在进行最后的设备安装,预计2026年下半年就能开展磨合实验,2027年完成最终整合调试。
2024年2月,吴益鹏结束在美国加州大学洛杉矶分校的博士后研究,毅然选择回国。对他而言,能够参与平台建设,“在自己的祖国搭建属于中国的大科学平台,做自己想做的前沿研究,没有比这更幸福的事了”。
平日里,他一边承担教学科研任务,一边深度参与平台从规划、筹资到建设、调试的全流程工作。“确实很辛苦,但那种自豪感和幸福感也是无可替代的。”吴益鹏说。在他办公室的黑板上,还留着前一周他和学生为争论一个物理公式写下的板书。如今,他指导着5位博士生、2位博士后,假期里仍会抽时间为他们修改论文。“我们研究所是在李政道先生的支持下成立的,他一生都在推动中国的科研人才培养,今天,我们更要把育人这件事做好。”
在他看来,教学相长并非虚言。优秀的学生们常常提出让他惊喜的新思路,“在某些具体的科学问题上,他们往往钻研得比我更深入、更前沿。而和学生一起接近真理的过程,正是做老师最幸福的时刻。”









