為開(kāi)展高能量密度(能量密度大于每立方厘米10萬(wàn)焦耳)物理科學(xué)研究,2007年12月23日,北京大學(xué)工學(xué)院、物理學(xué)院、數(shù)學(xué)學(xué)院聯(lián)合國(guó)家重點(diǎn)院所以及國(guó)際上有影響力的高水平華裔科學(xué)家,宣布成立應(yīng)用物理與技術(shù)研究中心,旨在發(fā)展和落實(shí)國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃,開(kāi)拓和發(fā)展新的交叉學(xué)科,培養(yǎng)和訓(xùn)練優(yōu)秀人才。據(jù)悉,這是一種全新的科研和辦學(xué)模式。中心主任由中科院院士賀賢土擔(dān)任。
據(jù)賀賢土介紹,高能量密度物理科學(xué)近年來(lái)在國(guó)際上發(fā)展迅速,與材料科學(xué)、天體物理等多個(gè)學(xué)科密切相關(guān)。如,科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中已觀察到:在百萬(wàn)大氣壓下的絕緣體??氫氣可以變成有導(dǎo)電性的液態(tài)金屬氫,如果進(jìn)一步增高壓力,可以產(chǎn)生固體金屬氫。因此,研究高壓下氫的相變圖、結(jié)構(gòu)、電阻率、超導(dǎo)性等具有重要意義。未來(lái)如能設(shè)法維持高壓下氫的固體狀態(tài),一塊小體積氫就可驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛很長(zhǎng)距離。這樣的金屬氫還可用做低電阻導(dǎo)線,進(jìn)行長(zhǎng)距離輸電等。這將使氫的應(yīng)用發(fā)生革命性變化。與此同時(shí),由于太陽(yáng)系的行星,如木星內(nèi)部可能存在金屬氫,研究金屬氫會(huì)有助于了解早期行星的形成。
此外,在高能量密度下可壓縮流體會(huì)產(chǎn)生新特性,如在超強(qiáng)激光作用下,高能帶電粒子呈加速特征,這正是天體物理中存在的現(xiàn)象,也是前沿物理學(xué)發(fā)展中具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。
為了探索高能量密度條件下物質(zhì)的特性,一些發(fā)達(dá)國(guó)家已開(kāi)展了一系列高能量高功率驅(qū)動(dòng)器裝置的研究。據(jù)悉,美國(guó)現(xiàn)有輸出能量約4萬(wàn)焦耳的歐米茄激光器,并正在建設(shè)近200萬(wàn)焦耳的國(guó)家點(diǎn)火裝置以及電流為20兆安的Z箍縮裝置。法國(guó)也在建設(shè)百萬(wàn)焦耳激光器。目前,中國(guó)正在運(yùn)行1萬(wàn)焦耳的激光器,20萬(wàn)焦耳激光器裝置正在建設(shè)中。
賀賢土說(shuō),新的學(xué)科發(fā)展最重要的是人才培養(yǎng)。就中國(guó)目前現(xiàn)狀而言,大學(xué)的最大優(yōu)勢(shì)是人才資源豐富,且青年學(xué)子學(xué)術(shù)思想活躍;科研院所則專(zhuān)業(yè)力量強(qiáng)、設(shè)備精良。前沿科學(xué)的發(fā)展需要這兩種優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ),它們之間的合作最有利于科學(xué)和技術(shù)的創(chuàng)新。北京大學(xué)應(yīng)用物理與技術(shù)研究中心將運(yùn)用理論、實(shí)驗(yàn)、高性能數(shù)值模擬密切結(jié)合的研究手段,努力開(kāi)展面向國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要重大需求的應(yīng)用基礎(chǔ)研究,并積極探索具有挑戰(zhàn)性的若干科學(xué)前沿問(wèn)題,同時(shí)培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新能力和奉獻(xiàn)精神的年輕科學(xué)家。
應(yīng)用物理與技術(shù)研究中心掛牌儀式之后,有關(guān)科學(xué)家進(jìn)行了一系列學(xué)術(shù)講演。
國(guó)際著名的流體力學(xué)與湍流研究專(zhuān)家、北京大學(xué)教授陳十一,介紹了國(guó)際湍流研究的現(xiàn)狀以及他和他的學(xué)生最近在湍流研究方面的進(jìn)展。他說(shuō),在自然界和工程技術(shù)問(wèn)題中,湍流是復(fù)雜流動(dòng)中普遍存在的現(xiàn)象,湍流是物理學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科中極具挑戰(zhàn)的研究課題。他鼓勵(lì)年輕的物理學(xué)家和力學(xué)家積極參與這個(gè)經(jīng)典而古老的科學(xué)問(wèn)題的研究,為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和認(rèn)識(shí)自然作出自己的貢獻(xiàn)。香港科技大學(xué)教授徐昆和上海交大教授盛政明等也分別介紹了他們的研究進(jìn)展及取得的成果。
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