5月30日，中國科學院第二十次院士大會舉行學部第七屆學術年會全體院士學術報告會。中國科學院院士、光學專家李儒新發表了題為《高功率激光與高能粒子加速器融合前景廣闊》的演講，闡述了高功率激光和高能粒子加速器兩個不同的學科領域近年來相互促進交叉研究發展的有關情況。
李儒新院士
李儒新院士說：“高功率激光和高能粒子加速器一般歸屬于不同的學科領域，近年來兩個學科相互促進交叉發展的趨勢越來越明顯，主要包括基于高功率激光的高能粒子加速器、 基于加速器的高功率X射線自由電子激光、基于高能電子與高功率激光相互作用的新型輻射源和物理學前沿研究等。”
李儒新院士介紹，2019年中國和歐盟兩個實驗室獲得了超過10拍瓦的激光脈沖輸出。這種超高峰值功率超短脈沖激光被稱為最亮光源，可以提供前所未有的極端物理條件與全新實驗手段。
目前多個國家團隊瞄準了激光尾波場電子加速技術和應用技術的結合，2020年德國電子同步加速器研究所連續獲得10萬發電子束，為實現長時間穩定運行的激光等離子體加速器帶來了曙光。
“高能粒子加速器最初是作為人們探索原子核結構的重要手段發展起來的。”李儒新院士說，同步輻射裝置、自由電子激光裝置、閃裂中子源、對撞機等大科學裝置的核心都是高能粒子加速器。
高能質子和重離子加速器的一個重要應用是腫瘤的精準放療。“質子/重離子放療是當下最先進的腫瘤放射治療方法，目前主要用射頻加速器來加速高能質子和碳離子，昂貴的造價和維護費用極大制約著質子/重離子放療設備的推廣應用。”李儒新院士表示，基于高功率激光的質子和重離子加速器，有望降低腫瘤放療設備的造價和維護費用，“一個值得重視的方向是基于高瞬時輻射劑量的超短脈沖質子束治療，即FLASH放療方案。因為激光加速有利于獲得更短脈沖的高峰值流強質子束，從而達到超高的瞬時劑量率。”
“作為高性能的寬波段光源用戶裝置，基于電子儲存環的同步輻射光源在生命科學、材料科學、物理學、化學、能源科學等研究領域發揮了不可替代的作用。”李儒新院士指出，目前世界多國正在大力發展第四代同步輻射裝置。與此同時，超越第四代光源平均亮度，獲得2~3個量級以上提升并實現時空全相干輻射的所謂第五代同步輻射新原理新方法已被提出。其中，我國科學家提出的采用衍射極限電子儲存環電子束與高功率激光脈沖相互作用的角色散和調制—反調等新機制被認為具備實現第五代同步輻射的潛力。
