環球新資訊：2022年度中國科學十大進展揭曉

科學進展登上《科學》 之江實驗室供圖

(資料圖片)

3月17日，2022年度中國科學十大進展揭曉，之江實驗室兩項成果入選。

“中國科學十大進展”遴選活動，由科學技術部高技術研究發展中心牽頭組織，旨在宣傳我國重大基礎研究科學進展，激勵廣大科技工作者的科學熱情和奉獻精神，開展基礎研究科學普及，促進公眾理解、關心和支持基礎研究，在全社會營造良好的科學氛圍。

第1項：

FAST精細刻畫活躍重復快速射電暴

探索宇宙深處的“神秘信號”

對“2022年度中國科學十大進展”，有網友評論：雖然我不是很懂，但看起來就是好牛。

幾個問題，帶你認識這項“好牛”的科學進展。

1.什么是快速射電暴？

這是一種遙遠宇宙中的無線電波大爆發，持續時間僅幾毫秒，卻能夠釋放出相當于太陽幾天甚至一年內釋放的能量。

自2007年被發現以來，快速射電就一躍成為天文領域的“網紅”。它的起源是什么？沒有人知道，這也是天文領域重大熱點前沿之一。

“FAST精細刻畫活躍重復快速射電暴”，由三項基于中國天眼FAST產生的研究成果組成。其中，之江實驗室研究專家馮毅，是《重復快速射電暴的偏振頻率關系對其起源的揭示》論文的唯一第一作者，同時深度參與另兩項成果。

馮毅介紹，關于快速射電暴，有諸多未解之謎。圍繞著它的產生機制，科學家們提出了很多理論猜想，但都無法真正解釋快速射電暴的起源。

2.解釋它的起源為什么這么難？

由于絕大多數快速射電暴只在射電波段有信號，其持續時長還不到人類眨眼一次的1%，況且，快速射電暴距離地球又太過遙遠。

馮毅通過智能計算深度挖掘射電觀測數據，創新性地利用偏振頻率演化關系研究快速射電暴周邊環境，首次提出了能夠解釋重復快速射電暴偏振頻率演化的統一機制。

這一研究成果，曾登上國際權威學術期刊《科學》雜志（詳見都市快報2022年3月20日A07版），為構建重復快速射電暴的演化圖景奠定了基礎。

中國天眼FAST首席科學家、之江實驗室計算天文方向首席科學家李菂介紹，“快速射電暴是一個新興的科研前沿，它的起源未知，有非常多值得探索的方向。這次入選的三項成果，是我們在研究認知快速射電暴過程中獲得的幾塊小小的拼圖。相信未來我們的拼圖會越來越完整，最終揭開快速射電暴起源的奧秘。”

3.如何在海量的數據中揀金？

靠智能計算。

研究快速射電暴，離不開對大量數據的分析與計算。FAST夜以繼日地巡視著浩瀚宇宙，每天能產生高達300TB的數據——可以裝滿300臺個人電腦。

FAST，就是在貴州省平塘縣大窩凼的那口“大碗”，500米口徑球面射電望遠鏡，被稱為“中國天眼”。

在繁雜的宇宙信號中，尋找快速射電暴，猶如大海撈針。

依托中國天眼FAST和之江實驗室智能計算數字反應堆大科學裝置，之江實驗室打造了FAST@ZJLAB智能計算天文平臺。

這個平臺，能夠深度挖掘FAST觀測數據，規模化探測快速射電暴等天體輻射現象。

在FAST觀測的數據中，快速射電暴是一個斜線，再經處理，將斜線換成了包含脈沖形狀的圖像。

過去，科研人員需要用肉眼、逐個判斷圖像中的信號是否是快速射電暴。直到2021年，之江實驗室聯合國家天文臺，打造了基于FAST的天文智能計算平臺FAST@ZJLAB，過去需要十天完成的數據，現在只需要不到一天。

4.這一科學進展有何意義？

你抬頭看天空，浩瀚無垠的夜空中，繁星點點。

“研究、揭秘快速射電暴的爆發機制，可能造成基礎物理學理論的重構，對人類的生活產生巨大影響。”馮毅說，這次入選的一系列成果，為揭示快速射電暴的起源提供了關鍵證據，將為未來構建有關快速射電暴的完整拼圖起到重要作用。

未來，基于強大的異構算力和先進的人工智能算法，FAST@ZJLAB將引領國際宇宙“時間前沿”瞬變天體物理研究，增進對宇宙復雜度與多樣性的理解，幫助人類揭開宇宙起源的奧秘。

第2項：

發現飛秒激光誘導復雜體系微納結構新機制

研究奇特的激光

激光，曾被視為神秘之光。而飛秒激光，是科學家發現的更奇特的激光，也是人類在實驗室條件下所能獲得最短脈沖的技術手段。

在微加工領域，飛秒激光能安全切割，打孔、雕刻，甚至應用于集成電路的光刻工藝中。在醫學領域，飛秒激光像一把精密的手術刀，用于治療近視、美容等方面。在生物學領域，飛秒激光能轟擊細胞DNA，使其發生突變，用于研究基因變化的各種影響。

可以說，飛秒激光的應用，無處不在。

當將飛秒激光聚焦到材料內部時，會產生各種高度非線性效應。這種極端條件下光與物質的相互作用，充滿著諸多未知的奧秘。

浙江大學邱建榮團隊、之江實驗室譚德志團隊及上海理工大學顧敏團隊發現了飛秒激光誘導復雜體系微納結構形成的新機制。

以含氯溴碘離子的氧化物玻璃體系為例，實現了玻璃中具有成分和帶隙可控發光可調的鈣鈦礦納米晶3D直接光刻，呈現紅橙黃綠藍等不同顏色的發光。

形成的納米晶在紫外線輻照、有機溶液浸泡和250℃高溫環境中表現出顯著的穩定性，并進一步演示了這種3D微納結構在超大容量長壽命信息存儲、高穩定的最小像素尺寸微米級的Micro-LED列陣，實現了1080p級別動態立體彩色全息顯示。

這個成果，揭示了飛秒激光誘導空間選擇性介觀尺度分相和離子交換的規律，開拓了飛秒激光三維極端制造新技術原理。

這一科學進展有何意義？

譚德志介紹，我們的研究表明，納米晶玻璃在高密度數據存儲、micro-LED、3D顯示、全息顯示等多個領域都將大有可為，這也為超快激光極端制造以及玻璃等多個領域開辟了新的應用場景。

來源：杭州網