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2004年，美法英等國科學(xué)家在實(shí)驗中取得激光尾波場(chǎng)電子加速的重大突破，成果被冠以“夢(mèng)之束”的名號，登上《自然》封面。此后，利用激光尾波場(chǎng)加速器驅動(dòng)的小型化自由電子激光，特別是X射線(xiàn)波段的自由電子激光，便成為該領(lǐng)域科學(xué)家共同追求的前沿。
2021年，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中科院上海光機所）80后研究員王文濤和平均年齡不到35歲的團隊，一起將“夢(mèng)之束”變成“現實(shí)之光”，在國際上率先完成臺式化自由電子激光原理的實(shí)驗驗證，相關(guān)研究成果登上了《自然》封面，并被評價(jià)為“自2004年‘夢(mèng)之束’以來(lái)又一里程碑式的成果”，讓我國成為小型化自由電子激光研制國際競爭中的領(lǐng)跑者。
從30歲到42歲，王文濤一直專(zhuān)注于一件事，讓夢(mèng)想照進(jìn)現實(shí)。今年，他被評為上海“最美科技工作者”。
追逐“夢(mèng)之束”，實(shí)現從實(shí)驗到儀器的轉變
自從王文濤和團隊成功研制出穩定的臺式化激光電子加速器，實(shí)現了科學(xué)原理從實(shí)驗到儀器最關(guān)鍵的轉變，發(fā)論文、申獲發(fā)明專(zhuān)利，“中科院青促會(huì )優(yōu)秀會(huì )員”“中國光學(xué)十大進(jìn)展”“中科院年度創(chuàng )新人物”等各類(lèi)榮譽(yù)紛至沓來(lái)。
長(cháng)年“窩”在實(shí)驗室的王文濤和此前默默無(wú)聞的團隊開(kāi)始走向公眾，面對媒體。他總是略顯局促和靦腆：“我的求學(xué)經(jīng)歷沒(méi)什么特別的，還是講講‘夢(mèng)之束’吧。你們看過(guò)尾波沖浪運動(dòng)嗎？”
艇船飛速前進(jìn)，在船尾掀起一波一波的浪，運動(dòng)員跟在船尾踏上浪，速度也被帶起來(lái)。強激光在氣體中也能激發(fā)波浪，我們稱(chēng)之為尾波，電子束就像運動(dòng)員，可以被尾波捕獲，隨著(zhù)激光往前跑，在非常短的距離內“跑”到接近光速。電子束變速跑中能“甩”出又快又亮的光，科研人員借這些光看清肉眼看不到的微觀(guān)世界。這就是激光尾波加速技術(shù)，能將體積龐大的電子加速器，從公里量級縮短到厘米量級……
為了讓大家聽(tīng)懂科學(xué)前沿知識，王文濤在演講中插播了一段運動(dòng)員尾波沖浪的視頻，試圖生動(dòng)形象地解釋令他著(zhù)迷的光的世界。
曾經(jīng)，王文濤覺(jué)得“夢(mèng)之束”遙不可及。2003年，他從中山大學(xué)畢業(yè)后被保送到中科院上海光機所碩博連讀。整個(gè)博士期間，他都在研究激光和稠密等離子體作用，“這是激光跟固體作用，而‘夢(mèng)之束’是激光跟氣體作用，兩個(gè)方向差別比較大”。
2011年起，上海光機所強場(chǎng)激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗室布局激光尾場(chǎng)加速研究，并申請了國家重大儀器項目，加入國際科研前沿較量，留所工作的王文濤被選為研制團隊骨干、實(shí)驗帶頭人。然而，追逐“夢(mèng)之束”道阻且長(cháng)，國際上諸多先進(jìn)實(shí)驗室潛心多年都沒(méi)有太大收獲，行內人都知道這個(gè)領(lǐng)域出成果難、發(fā)論文難，有人勸王文濤再想想。
但王文濤欣然扛下重擔，“團隊需要一個(gè)熟悉各項儀器設備的人，我就是那塊磚，哪有需要往哪搬。”這意味著(zhù)，王文濤要從一個(gè)熟悉的科研領(lǐng)域轉到一個(gè)全然陌生且高難度的領(lǐng)域，重新開(kāi)始。
挑戰前沿，屢次遭遇挫折推倒重來(lái)
項目初始，團隊制定了一套經(jīng)過(guò)嚴謹推算和充分論證的方案。團隊中的大部分成員又擁有強激光裝置和強場(chǎng)物理的研究經(jīng)驗，因此頗有信心。
然而，在理論上完全可行的方案，到了實(shí)驗中卻測不到最終的光信號，裝置遲遲不能出光。“我們嘗試了3年，每一套參數試驗失敗，我們都要推倒重來(lái)，重新調試設備再試，做了很多努力，但就是走不通、技術(shù)上實(shí)現不了。”王文濤說(shuō)。
2017年，項目幾乎停滯不前。那段時(shí)間，王文濤滿(mǎn)腦子都是實(shí)驗的事。在項目5年的結題期限臨近之時(shí)，完全看不到“出路”，更拿不出像樣的論文，一向樂(lè )觀(guān)豁達的王文濤陷入沮喪和迷茫，他向項目負責人李儒新院士表達了想放棄的念頭。
“我們在挑戰世界前沿，向世界證明這個(gè)方案不可行，也是一種成功。”關(guān)鍵時(shí)刻，李儒新的話(huà)點(diǎn)醒了王文濤，另一個(gè)重要激勵是，李儒新決定暫停實(shí)驗，花費大半年時(shí)間全面升級實(shí)驗室。
雖然3年的探索沒(méi)有達到預期，但也并非一無(wú)所獲。已有的嘗試既提升了裝置的穩定性，也優(yōu)化了技術(shù)路線(xiàn)。2018年，實(shí)驗室升級完畢。團隊開(kāi)始調整方向，嘗試第五種方案。
耐得住寂寞，一心一意做科研
2019年1月11日凌晨，連續奮戰10多個(gè)小時(shí)的團隊成員打算回去休息，王文濤卻有些不甘心，各項參數指標均優(yōu)于以往的任何一次實(shí)驗，感覺(jué)離“夢(mèng)之束”很近了。
“要不再堅持半小時(shí)，如果還沒(méi)有結果，咱們就撤。”在他的提議下，團隊又再試了一遍。正是在這“多堅持”的半小時(shí)里，王文濤和團隊終于看到了望眼欲穿的“夢(mèng)之光”。
在實(shí)驗室激光器運維人員楊曉駿眼中，王文濤中氣十足的大嗓門(mén)和爽朗的笑聲，像溫暖的陽(yáng)光，照進(jìn)這個(gè)有機器噪聲、經(jīng)常黑漆漆的實(shí)驗室里。
日光燈會(huì )影響實(shí)驗中的激光捕捉，他們時(shí)不時(shí)要關(guān)燈，在黑暗中觀(guān)測。激光產(chǎn)生過(guò)程中會(huì )有輻射，為了防輻射，他們曾拉來(lái)兩個(gè)集裝箱，后來(lái)嫌麻煩，索性用四面鉛磚在一個(gè)角落里圍出一間小黑屋，躲進(jìn)里面觀(guān)測裝置出光。
追“光”的他們其實(shí)很少照到陽(yáng)光。有人受不了選擇離開(kāi)，王文濤、楊曉駿、馮珂是這場(chǎng)科研耐力跑中選擇繼續前行的人。馮珂曾在博士畢業(yè)后到企業(yè)工作幾個(gè)月，后來(lái)又放棄高薪回到實(shí)驗室。“在這里可以一心一意只做科研。”馮珂說(shuō)。
王文濤常言，在坐冷板凳時(shí)，眼里要有“光”，這光來(lái)自團隊負責人的堅持，讓大家堅信冷板凳可以坐熱；來(lái)自團隊伙伴的相互鼓勵支持；來(lái)自自己的內心，經(jīng)得住誘惑、耐得住寂寞。
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