未來科學大獎物質科學獎
“物質科學獎”獲得者張杰,表彰他通過調控激光與物質相互作用產生精確可控的超短脈沖快電子束,并將其應用于實現超高時空分辨高能電子衍射成像和激光核聚變的快點火研究。
自從 J. J. Thomson 發現陰極射線的一個多世紀以來,電子束在科學技術中的作用越來越突出。各種電子顯微鏡的發展讓人類可以直接觀察到物質的微觀結構,例如材料的晶體結構以及質子和中子中的夸克和膠子。高能電子束使微結構的精確塑造和材料特性的創新變革成為可能。
張杰院士是開發利用太瓦到拍瓦激光束有效生成受控、高強度快電子束(~100 keV 到 10 MeV)方法的先驅。利用這一技術,張杰院士領導的研究團隊在快電子束方面取得了一系列重大突破,包括高效產生非熱電子、用激光調節電子束能量、實現高定向電子發射,以及創時空分辨世界紀錄的電子束成像。
張杰團隊研發的可精確控制的高強度快電子束為一系列其他重要的科學探索提供了可能。例如,他們開發了 MeV 超快電子衍射和成像設備,并展示了亞??臻g分辨率和創紀錄的 50 飛秒時間分辨率。他們使用超快激光場成功地改變了量子材料的維度,并觀察到了光誘導的新型相變。此外,他們的這一技術還幫助實現了更緊湊、更高效的高能粒子加速器。同時,他們還通過超快電子衍射實現了單分子成像。
張杰對快電子束的研究最初是為了研究慣性約束聚變 (ICF)。這個過程如果實現,可以為人類提供無限的能量供應。高強度超短脈沖快電子束為 ICF 提供了快速點火的關鍵工具,張杰是對這一新物理過程最早探索者之一??焖冱c火方法將燃料點火與壓縮分開,使這兩個過程可以獨立優化,同時避免不穩定性。
未來科學大獎數學與計算機科學獎
未來科學大獎生命科學獎

未來科學大獎簡介
未來科學大獎設立于 2016 年,是由科學家、企業家群體共同發起的科學獎項。評審體系主要參考諾貝爾獎、圖靈獎等國際著名獎項,采取提名邀約制和國際同行評議制。候選人由科學委員會邀請的提名人提名產生。由科學委員會邀請包括諾獎得主、圖靈獎得主、菲爾茲獎得主以及數十位美國、法國、德國等國的科學院、工程院院士等國際專家,對各候選人被提名的工作成果在工作成就、創新性、影響力等方面做同行評議。最終的獲獎者名單由未來科學大獎科學委員會參考國際同行評議信不記名投票確定。未來科學大獎目前設置“生命科學”、“物質科學”和“數學與計算機科學”三大獎項。