2022中国科学十大进展，两项来自杭州

昨天，2022年度中国科学十大进展揭晓：

网友评论：虽然我不是很懂，但看起来就是好牛。

这十项“好牛”的科学进展，有两项在杭州，来自之江实验室。

FAST精细刻画活跃重复快速射电暴

宇宙深处的“神秘信号”是从哪里来的？

这项科学项目，研究的就是这件事。

快速射电暴（FRB），是宇宙无线电波段最剧烈的爆发现象，起源是什么？没有人知道。这也是天文领域重大热点前沿之一。

自2007年被发现以来，快速射电就一跃成为天文领域的“网红”。

之江实验室计算天文团队的专家冯毅介绍，这是宇宙中一种射电波段的电磁波爆发，持续时间只有几毫秒，却能释放出相当于太阳在一整天内释放的能量。

关于快速射电暴，有诸多未解之谜。围绕着它的产生机制，科学家们提出了很多理论猜想，但都无法真正解释快速射电暴的起源。

为什么这么难？

由于绝大多数快速射电暴只在射电波段有信号，其持续时长还不到人类眨眼一次的1%，况且，快速射电暴距离地球又太过遥远。

中国科学院国家天文台李菂团队联合北京大学、之江实验室和中国科学院上海天文台团队利用FAST，发现了世界首例持续活跃的快速射电暴FRB20190520B，拥有已知最大的环境电子密度。

这一发现，有效推进了FRB多波段研究。

FAST，就是在贵州省平塘县大窝凼的那口“大碗”，500米口径球面射电望远镜，被称为“中国天眼”。

在繁杂的宇宙信号中，寻找快速射电暴，犹如大海捞针。

中国天眼是怎么在海量的数据中披沙拣金的？

冯毅介绍，研究快速射电暴，离不开对大量数据的分析。中国天眼夜以继日地巡视着浩瀚宇宙，每天能产生高达300TB的数据——可以装满300台个人电脑。

在FAST观测的数据中，快速射电暴是一个斜线，再经处理，将斜线换成了包含脉冲形状的图像。

过去，科研人员需要用肉眼、逐个判断图像中的信号是否是快速射电暴。直到2021年，之江实验室联合国家天文台，打造了基于FAST的天文智能计算平台FAST@ZJLAB，过去需要十天完成的数据，现在只需要不到一天。

在FAST@ZJLAB的助力下，之江实验室与中国科学院国家天文台团队对21个快速射电暴样本进行了系统分析。

他们利用偏振频率演化关系研究快速射电暴周边环境，首次提出了能够解释重复快速射电暴偏振频率演化的统一机制，为区分重复快速射电暴起源的众多理论模型提供了关键观测证据。

2022年3月18日，相关成果在线发表于《科学》官网。

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几毫秒，就能释放出太阳一天释放的能量！之江实验室最新研究登上《科学》，寻找宇宙深处“神秘信号”的起源

这一科学进展有何意义？

你抬头看天空，浩瀚无垠的宇宙中，点点繁星闪烁。

“研究、揭秘快速射电暴的爆发机制，可能造成基础物理学理论的重构，对人类的生活产生巨大影响。”冯毅说，此次入选的一系列重磅成果，为揭示快速射电暴的起源提供了关键证据，将为未来构建有关快速射电暴的完整拼图起到重要作用。

发现飞秒激光诱导复杂体系微纳结构新机制

激光，曾被视为神秘之光。

而飞秒激光，是科学家发现的更为奇特的激光，也是人类在实验室条件下所能获得最短脉冲的技术手段。

在微加工领域，飞秒激光能安全切割，打孔、雕刻，甚至应用于集成电路的光刻工艺中。在医学领域，飞秒激光像一把精密的手术刀，用于治疗近视，美容等方面。在生物学领域，飞秒激光能轰击细胞 DNA，使其发生突变，用于研究基因变化的各种影响。

可以说，飞秒激光的应用，无处不在。

当将飞秒激光聚焦到材料内部时，会产生各种高度非线性效应，这种极端条件下，光与物质相互作用，充满未知和挑战。

浙江大学邱建荣团队、之江实验室谭德志团队及上海理工大学顾敏团队发现了飞秒激光诱导复杂体系微纳结构形成的新机制。

以含氯溴碘离子的氧化物玻璃体系为例，实现了玻璃中具有成分和带隙可控发光可调的钙钛矿纳米晶3D直接光刻，呈现红橙黄绿蓝等不同颜色的发光。

形成的纳米晶在紫外线辐照、有机溶液浸泡和250℃高温环境中表现出显著的稳定性，并进一步演示了这种3D微纳结构在超大容量长寿命信息存储、高稳定的最小像素尺寸微米级的Micro-LED列阵，实现了1080p级别动态立体彩色全息显示。

这个成果，揭示了飞秒激光诱导空间选择性介观尺度分相和离子交换的规律，开拓了飞秒激光三维极端制造新技术原理。

这一发现有何意义？

随着飞秒激光技术的发展，飞秒激光能应用在更多领域。

“我们的技术可以减少纳米晶及其光电器件的制备工序，且所有过程不涉及到任何有机物，大大降低成本，同时提高了材料与器件的稳定性。”

谭德志介绍，我们的研究表明，纳米晶玻璃在高密度数据存储、micro-LED、3D显示、全息显示等多个领域都将大有可为，这也为超快激光极端制造以及玻璃等多个领域开辟了新的应用场景。

橙柿互动记者 林建安

通讯员 肖乐 盛汪淼芷 陈航