科学进展登上《科学》 之江实验室供图

记者 林建安 通讯员 肖乐

3月17日，2022年度中国科学十大进展揭晓，之江实验室两项成果入选。

“中国科学十大进展”遴选活动，由科学技术部高技术研究发展中心牵头组织，旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，开展基础研究科学普及，促进公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学氛围。

第1项：

FAST精细刻画活跃重复快速射电暴

探索宇宙深处的“神秘信号”

对“2022年度中国科学十大进展”，有网友评论：虽然我不是很懂，但看起来就是好牛。

几个问题，带你认识这项“好牛”的科学进展。

1.什么是快速射电暴？

这是一种遥远宇宙中的无线电波大爆发，持续时间仅几毫秒，却能够释放出相当于太阳几天甚至一年内释放的能量。

自2007年被发现以来，快速射电就一跃成为天文领域的“网红”。它的起源是什么？没有人知道，这也是天文领域重大热点前沿之一。

“FAST精细刻画活跃重复快速射电暴”，由三项基于中国天眼FAST产生的研究成果组成。其中，之江实验室研究专家冯毅，是《重复快速射电暴的偏振频率关系对其起源的揭示》论文的唯一第一作者，同时深度参与另两项成果。

冯毅介绍，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。

2.解释它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。

冯毅通过智能计算深度挖掘射电观测数据，创新性地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。

这一研究成果，曾登上国际权威学术期刊《科学》杂志（详见都市快报2022年3月20日A07版），为构建重复快速射电暴的演化图景奠定了基础。

中国天眼FAST首席科学家、之江实验室计算天文方向首席科学家李菂介绍，“快速射电暴是一个新兴的科研前沿，它的起源未知，有非常多值得探索的方向。这次入选的三项成果，是我们在研究认知快速射电暴过程中获得的几块小小的拼图。相信未来我们的拼图会越来越完整，最终揭开快速射电暴起源的奥秘。”

3.如何在海量的数据中拣金？

靠智能计算。

研究快速射电暴，离不开对大量数据的分析与计算。FAST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。

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。

依托中国天眼FAST和之江实验室智能计算数字反应堆大科学装置，之江实验室打造了FAST@ZJLAB智能计算天文平台。

这个平台，能够深度挖掘FAST观测数据，规模化探测快速射电暴等天体辐射现象。

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。

4.这一科学进展有何意义？

你抬头看天空，浩瀚无垠的夜空中，繁星点点。

“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，这次入选的一系列成果，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。

未来，基于强大的异构算力和先进的人工智能算法，FAST@ZJLAB将引领国际宇宙“时间前沿”瞬变天体物理研究，增进对宇宙复杂度与多样性的理解，帮助人类揭开宇宙起源的奥秘。

第2项：

发现飞秒激光诱导复杂体系微纳结构新机制

研究奇特的激光

激光，曾被视为神秘之光。而飞秒激光，是科学家发现的更奇特的激光，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的相互作用，充满着诸多未知的奥秘。

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。

这一科学进展有何意义？

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。