当大多数人沉浸在“五一”小长假的悠闲时光时,上海交通大学李政道研究所里,一群青年科研人正坚守岗位,用汗水与智慧书写着奋斗篇章。他们将个人理想融入国家科研事业,在平凡的岗位上创造着不平凡的业绩,吴益鹏便是其中一员。
吴益鹏是李政道研究所天文与天体物理研究部的一名90后青年学者。自参与规划设计的实验室天体物理平台启动建设,他的办公室——李所S419的灯光,即便周末也常常亮至深夜。这个平台,是李所“2个平台+3个前进基地”核心布局的重要组成部分,凭借多装置耦合的综合能力,在全球该领域独树一帜。
在李所地下二层,长110米、宽20米的大空间里,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这三大装置,以及多功能靶场系统和高精度诊断系统已陆续就位。吴益鹏和团队计划通过超强激光和高品质电子束,在实验室里复刻宇宙深处的极端物理环境,探索超新星爆发、致密双星并合等极端天体现象背后的规律。用吴益鹏的话说,这相当于“手搓”一片微型宇宙,去揭开星辰大海中的奥秘。
吴益鹏的研究领域横跨物理学两个极端:微观的“极小”与宏观的“极大”。在微观层面,强激光驱动的粒子加速致力于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,强激光有望在实验室中产生暗物质的候选粒子——轴子,揭示暗物质的微观本质。在宏观层面,实验室天体物理利用强激光重现宇宙中剧烈的天体物理过程。目前,前者正从实验室走向实际应用,在肿瘤精准放疗和高端工业无损检测等领域展现出巨大潜力;后者则在拓展人类认知边界的同时,间接推动了激光核聚变的发展,未来或为人类破解终极能源难题提供关键路径。
宇宙诞生138亿年,孕育了无数极端物质形态,如黑洞并合、超新星爆发等。这些过程释放的能量惊人,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。国际科学界同类大科学装置往往功能单一,而李所建设的这一平台,其独特之处在于三大装置“三合一”的深度耦合。这种综合物理场的耦合能力,在世界范围内独一无二,能支撑实验室天体物理、激光核物理、粒子加速、等离子体光学乃至量子电动力学等多个前沿物理研究方向。这种前瞻性规划,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,对平台的设计与建设水平赞不绝口。
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科研人的共同努力。大科学平台建设需要大几千万甚至上亿元资金投入,起步阶段困难重重。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,才让蓝图逐步落地。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、袁鹏等老师与吴益鹏共同承担具体建设任务,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。”吴益鹏说。2024年国庆假期,因团队提出新的技术思路,他把已迭代20多个版本、初步定稿的方案全盘推翻,重新优化布局,只为兼顾平台未来二十年乃至更久的发展需求。这种“轴”劲儿在团队中并不少见。负责靶场系统的袁鹏,对细节要求严苛,常驻加工厂跟进生产进度,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归国。对他而言,平台建设是“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,他一边完成教学科研工作,一边深度参与平台从规划、筹资到建设、调试的全流程。“确实辛苦,但自豪感和幸福感无可替代。”
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。目前,他指导着5位博士生、2位博士后。“五一”期间,他还会继续为学生修改论文。“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,教学相长并非空话,优秀的学生常提出让他惊喜的新思路,“在某些具体科学问题上,他们钻研得比我更深入、更前沿。和学生一起接近真理的过程,是做老师最幸福的时刻。”










