近日，中国科学院上海光学精密机械研究所强场物理国家重点实验室研究团队在超强激光驱动的量子电动力学（QED）效应方面取得新的进展，揭示了非理想真空情况下的激光光强极限，相关研究成果发表于Photonics Research。 在理想真空中，由于量子涨落的存在，激光场强的上限通常被认为是Schwinger场附近（对应约 1029W/cm2的光强）。在这个强度下，激光可以从QED真空中将虚正负电子对变成真实的正负电子对，激发“真空沸腾”，光子能量转换成物质。实际上不存在理想的真空环境，若超强激光遇到非理想真空中的残余粒子，则会激发带电粒子的伽马辐射，以及伽马光子的非线性正负电子对产生，两者级联，终导致QED雪崩效应，形成正负电子对等离子体。在激光强度远低于Schwinger极限时，就可以触发QED雪崩，由于辐射反作用力，产生的QED等离子体被捕获在驱动激光场中，进一步增强了这种效应，导致激光能量的迅速消耗。研究团队发展了超强激光驱动残存电子的QED雪崩动态物理模型，完整描述了非理想真空中激光光强、正负电子对、伽马光子产生率随时间的演化规律，并通过三维QED粒子网格模拟，验证了该理论的正确性。 基于该理论与粒子模拟，研究团队发现激光的峰值强度从1025W/cm2开始出现明显下降，当真空残存电子密度超过109cm-3时，激光聚焦光强在1026W/cm2处出现明显的阈值，即无论如何提高激光峰值功率，聚焦光强均无法超过1026W/cm2。这些结果回答了在现有真空技术条件下可实现的光强极限问题，并为未来数百PW级激光装置的发展提供了指导。 相关工作得到了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项（B类）等项目支持。 
图1 实际峰值光强与设计峰值光强、背景等离子体密度的关系 
图2 聚焦过程的激光峰值功率的演化 上海光机所宾建辉课题组招聘博士后、科研助理宾建辉博士，研究员，博导。2019年入选海外引进高层次青年人才计划，加入上海光机所强场激光物理国家重点实验室。主要从事激光等离子体物理，尤其是激光驱动离子加速的物理和相关的前沿应用研究。拥有长期国际著名科研机构的工作经历，先后在德国慕尼黑大学/马普量子光学所，英国卢瑟福国家实验室，美国劳伦斯伯克利国家实验室主持了多项国际大型合作实验。累计在国内外学术刊物上发表论文30余篇；在国际大型会议上做邀请报告十余次。曾于2017-2019年获得德国洪堡基金资助，在美国劳伦斯伯克利国家实验室从事离子加速的实验研究。本团队现诚邀有志青年加入！无论您意愿加入特别研究助理（博士后）还是科研助理类序列岗位，本团队都将为您提供合适的培养方式，帮助您成长！1）在国（境）内外知名高校、科研院所取得博士学位不超过3年，应届毕业生优先；3）恪守科研道德和学术规范，学风正派、诚实守信，具有较强的科研创新潜力和团队协作精神。1）符合条件者可申请“博新”计划、上海“超级博士后”激励计划、中科院特别研究助理资助项目、国际博士后引进计划；博士后面上资助、博士后特别资助（站前/站中）等博士后基金；2）优秀博士后出站留所可推荐入选我所“尚光青年”人才等人才激励计划，并可推荐参评中科院青促会会员、中科院引才计划等人才计划。1）薪资：年薪25万+，入选国家、中科院、上海市博士后激励计划的优秀博士后叠加15-30万/年激励绩效，年薪ZUI高可达65万。2）福利：享受五险一金（含补充公积金）、博士后公寓或租房补贴、午餐补贴、带薪休假、职工体检、工会福利等福利。2）负责科研项目的申请、设备采购、财务报销、专利申请、会务组织等工作；3）协助课题组长做好科研平台的日常管理和指导学生开展基本实验研究工作。1）本科及以上学历，具有物理、光学、光学工程、加速器物理等相关专业背景；2）具有较好的中英文阅读理解能力，良好的文字表达、文档编写、分析整理能力；4）有激光等离子体物理、超快激光物理背景者优先考虑。本所提供优厚的薪酬福利、五险二金（含补充公积金，事业编制职工缴纳职业年金）、精装单身宿舍和单元公寓、住房房贴、职工体检、职工互助保障、职工食堂、健身活动场地等。优秀人才可推荐报考本所在职研究生、公派留学，推荐参评“尚光青年”人才、中科院青促会会员等青年人才激励计划。应聘人请将个人简历及1-3项代表性成果发送至邮箱jianhui.bin@siom.ac.cn，邮件主题为“×××应聘×××岗位”。实验室联系人：宾老师 电话：15316003983人事处联系人：姜老师 电话：021-69918059通信地址：上海市嘉定区清河路390号中科院上海光机所（文章来源：本文文字转载于上海光机所官网，如文中有什么不当之处请随时联系我们，我们将及时进行修改。）
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