瞄準前沿 逐夢追“光”（科技自立自強·青年科學家）

中科院上海光機所研究員王文濤——

瞄準前沿逐夢追“光”（科技自立自強·青年科學家）

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十幾年來，中國科學院上海光學精密機械研究所80后研究員王文濤孜孜追“光”。他和團隊成功研制出穩定的臺式化激光電子加速器，捕獲到自由電子激光。借助這些“光”，科研人員能夠看清微觀世界，這項技術也將在更多研究領域發揮作用。

2004年，美法英等國科學家在實驗中取得激光尾波場電子加速的重大突破，成果被冠以“夢之束”的名號，登上《自然》封面。此后，利用激光尾波場加速器驅動的小型化自由電子激光，特別是X射線波段的自由電子激光，便成為該領域科學家共同追求的前沿。

2021年，中國科學院上海光學精密機械研究所（以下簡稱中科院上海光機所）80后研究員王文濤和平均年齡不到35歲的團隊，一起將“夢之束”變成“現實之光”，在國際上率先完成臺式化自由電子激光原理的實驗驗證，相關研究成果登上了《自然》封面，并被評價為“自2004年‘夢之束’以來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跑者。

從30歲到42歲，王文濤一直專注于一件事，讓夢想照進現實。今年，他被評為上海“最美科技工作者”。

追逐“夢之束”，實現從實驗到儀器的轉變

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，實現了科學原理從實驗到儀器最關鍵的轉變，發論文、申獲發明專利，“中科院青促會優秀會員”“中國光學十大進展”“中科院年度創新人物”等各類榮譽紛至沓來。

長年“窩”在實驗室的王文濤和此前默默無聞的團隊開始走向公眾，面對媒體。他總是略顯局促和靦腆：“我的求學經歷沒什么特別的，還是講講‘夢之束’吧。你們看過尾波沖浪運動嗎？”

艇船飛速前進，在船尾掀起一波一波的浪，運動員跟在船尾踏上浪，速度也被帶起來。強激光在氣體中也能激發波浪，我們稱之為尾波，電子束就像運動員，可以被尾波捕獲，隨著激光往前跑，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世界。這就是激光尾波加速技術，能將體積龐大的電子加速器，從公里量級縮短到厘米量級……

為了讓大家聽懂科學前沿知識，王文濤在演講中插播了一段運動員尾波沖浪的視頻，試圖生動形象地解釋令他著迷的光的世界。

曾經，王文濤覺得“夢之束”遙不可及。2003年，他從中山大學畢業后被保送到中科院上海光機所碩博連讀。整個博士期間，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‘夢之束’是激光跟氣體作用，兩個方向差別比較大”。

2011年起，上海光機所強場激光物理國家重點實驗室布局激光尾場加速研究，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、實驗帶頭人。然而，追逐“夢之束”道阻且長，國際上諸多先進實驗室潛心多年都沒有太大收獲，行內人都知道這個領域出成果難、發論文難，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，王文濤要從一個熟悉的科研領域轉到一個全然陌生且高難度的領域，重新開始。

挑戰前沿，屢次遭遇挫折推倒重來

項目初始，團隊制定了一套經過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物理的研究經驗，因此頗有信心。

然而，在理論上完全可行的方案，到了實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，重新調試設備再試，做了很多努力，但就是走不通、技術上實現不了。”王文濤說。

2017年，項目幾乎停滯不前。那段時間，王文濤滿腦子都是實驗的事。在項目5年的結題期限臨近之時，完全看不到“出路”，更拿不出像樣的論文，一向樂觀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，向世界證明這個方案不可行，也是一種成功。”關鍵時刻，李儒新的話點醒了王文濤，另一個重要激勵是，李儒新決定暫停實驗，花費大半年時間全面升級實驗室。

雖然3年的探索沒有達到預期，但也并非一無所獲。已有的嘗試既提升了裝置的穩定性，也優化了技術路線。2018年，實驗室升級完畢。團隊開始調整方向，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多個小時的團隊成員打算回去休息，王文濤卻有些不甘心，各項參數指標均優于以往的任何一次實驗，感覺離“夢之束”很近了。

“要不再堅持半小時，如果還沒有結果，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”的半小時里，王文濤和團隊終于看到了望眼欲穿的“夢之光”。

在實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和爽朗的笑聲，像溫暖的陽光，照進這個有機器噪聲、經常黑漆漆的實驗室里。

日光燈會影響實驗中的激光捕捉，他們時不時要關燈，在黑暗中觀測。激光產生過程中會有輻射，為了防輻射，他們曾拉來兩個集裝箱，后來嫌麻煩，索性用四面鉛磚在一個角落里圍出一間小黑屋，躲進里面觀測裝置出光。

追“光”的他們其實很少照到陽光。有人受不了選擇離開，王文濤、楊曉駿、馮珂是這場科研耐力跑中選擇繼續前行的人。馮珂曾在博士畢業后到企業工作幾個月，后來又放棄高薪回到實驗室。“在這里可以一心一意只做科研。”馮珂說。

王文濤常言，在坐冷板凳時，眼里要有“光”，這光來自團隊負責人的堅持，讓大家堅信冷板凳可以坐熱；來自團隊伙伴的相互鼓勵支持；來自自己的內心，經得住誘惑、耐得住寂寞。（本報記者 黃曉慧）