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赵前

副教授 硕士生导师

  • 学历: 博士研究生毕业
  • 学位: 博士

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基本信息

西安交通大学物理学院副教授,硕士生导师。长期从事强场激光物理与等离子体科学领域的理论与高性能计算研究,聚焦超强激光驱动的极端物理过程,主攻激光等离子体尾波场加速、量子电动力学主导的超强光场非线性效应、极端条件下正负电子对等离子体动力学演化三大前沿方向。在强场物理机理探索与实验室天体物理模拟方向形成特色研究体系,主持承担国家自然科学基金项目2项、理论物理专项计划子课题1项。

研究领域

1. 激光等离子体尾波场加速

  激光等离子体尾波场加速是一种新型粒子加速技术,利用超强激光脉冲在等离子体中激发等离子体尾波,形成极高电场梯度(可达GV/m量级,远超传统加速器的MV/m级)。其原理是激光有质动力驱动等离子体电子球形等离子体空泡,电子被空泡中的尾波加速场捕获后可在毫米尺度内加速至GeV能量。该技术有望大幅缩小加速器尺寸,推动高能物理、辐射源及医学应用发展,当前研究聚焦于束流品质优化与稳定性提升。

 

2. 强场量子电动力学效应研究

    强场量子电动力学(QED)研究极端电磁场中光与物质相互作用的量子行为,例如超强激光场下电子辐射的非线性效应、真空极化甚至“撕裂”真空产生正负电子对。这类实验需借助拍瓦级激光器,在飞秒时空尺度捕捉量子相对论效应,为理解黑洞辐射、宇宙早期物理提供新视角。该领域融合高能物理、等离子体科学与超快光学,是理论创新与实验技术交叉的前沿阵地,尤其适合对基础物理和极端条件实验感兴趣的研究者。

 

3. 强激光驱动的极端辐射QED等离子体物理

    强激光驱动的极端辐射QED等离子体研究聚焦于超强电磁场(>10²³ W/cm²)下光与物质的量子相对论效应,例如利用拍瓦级激光器在实验室重现黑洞边缘的真空极化、正负电子对雪崩级联等天体物理现象。该领域通过电子辐射阻尼、非线性康普顿散射等机制产生GeV级高能光子,并为新型伽马光源、聚变能源及强场QED理论验证提供实验平台,涉及高能物理、等离子体动力学与超算模拟的深度交叉,是探索物质极端态与宇宙奥秘的前沿领域。