中国在自然上发表论文

因为是Nature这个杂志是世界上历史最悠久的自然文化杂志之一，在这个领域有着非常高的声望，可以说是自然领域的权威杂志。杂志的声望高，门槛高，对于文章的要求也随之就高。

因为这样的平台是非常严格的，对于发布的文章会进行非常详细的鉴定，所以才说是非常难的。

相关研究2月14日发表于《自然-通讯》。美国纽约康奈尔大学的Jochen Buck说：“这在男性避孕领域是完全革命性的。临床开发中的大多数男性避孕药只在8至12周后才生效。”康奈尔大学的Melanie Balbach表示，药效大约在24小时后就消失了，意味着服用这种避孕药后能快速恢复生育能力。Buck和Balbach计划改进这种药物，使其在人体试验前能持续更长时间。如果一切顺利，他们希望到2025年开始临床试验。相关新闻我国将进入人口负增长常态化时期近一个时期以来，我国的生育问题广受社会关注。今年1月17日，国家统计局发布数据显示，2022年末我国人口比上年减少85万人，这也意味着，我国将进入人口负增长常态化时期。这一人口发展现实，令如何提升我国社会生育率的相关议题，更见紧迫。在此背景下，有人再次提出将法定结婚年龄降至18岁，以刺激生育，引发了讨论。事实上，早在2019年，全国人大常委会审议民法典婚姻家庭编草案时，就有委员提出这一建议，以此调节婚姻人数下降和老龄化上升趋势。当时这一消息也曾迅速成为热搜。但是，从法律层面看，民法典规定，18周岁以上的自然人为成年人，为完全民事行为能力人，可以独立实施民事法律行为。婚姻权是一项基本民事权利，因此，降低法定婚龄到18岁，其意义主要在还权于民与赋权于民，保障成年人的婚姻家庭权益。在晚婚情况普遍存在、低生育率已成趋势的背景下，降低法定婚龄到18岁这一措施，对于提高生育率是否有明显作用，尚待现实验证。要从战略上关注和促进生育率提升或稳定中国人口学会副会长、中国人民大学副校长杜鹏日前在接受中新社“中国焦点面对面”专访时表示，未来十年，中国人口老龄化将呈加速趋势，而应对“少子老龄化”，要从战略上关注和促进生育率的提升或稳定。国家统计局发布的数据显示，2022年末，中国60岁及以上人口达到2.8亿，占总人口的19.8%，其中65岁及以上人口达到2亿，占总人口的14.9%。与此同时，截至2022年末，全国人口比上年末减少85万人，这是近61年来中国首次人口负增长。当“少子老龄化”成为常态，人口结构的“一减一增”之间，中国应做哪些准备？杜鹏表示，早在2006年，国家层面就已提出积极应对人口老龄化，此后又将应对人口老龄化上升为国家战略，二十大报告将“降低生育、养育、教育成本”“实施积极应对人口老龄化国家战略”等放在推进健康中国建设的部分进行部署。“从实践来看，这些年我们也在不断探索解决‘一老一小’难题，诸如不断完善生育政策，探索普惠托育，促进教育公平等，减轻年轻人在孩子择校、课外辅导等方面的焦虑或抚育成本。”此外，杜鹏认为，养老措施发挥作用与提高生育率也密切相关。“家里的第一个孩子，一般老人会照看，如果第二个孩子还让老人照看，老人就要有8-10年时间全部用来为子女照看孩子，这就提出新挑战：老人是否愿意帮助子女承担抚养责任。”杜鹏表示，跟养老一样，这里会涉及很多社会保障问题，怎么促进老人和子女共同居住，怎么在税收等方面给予年轻人优待，怎么解决老年人的异地医保问题等等，这些方面国家一直在不断完善相关措施。应对“少子老龄化”，国际上不少国家已有探索，中国能从其他国家获得哪些经验？“近年来，我们也在借鉴一些国家鼓励生育的相关措施。但是，总体上来说，我们需要做的，一是战略重视，要从战略上关注和促进生育率的提升或稳定；二是综合施策，不能单从某一方面着力；三是博采众长，不同国家的好经验，要结合自身国情进行取舍借鉴。归根到底，中国还是要走出一条自己的道路。

这是因为Nature上面要求的专业性比较高，而且一旦在上面发表过文章之后，就说明自己非常的有成就，同时这个专栏主要针对的就是一些西方的国家。

【新智元导读】 2月25日，清华大学工程物理系唐传祥研究组与合作团队在《自然》上发表研究论文《稳态微聚束原理的实验演示》，报告了一种新型粒子加速器光源「稳态微聚束」的首个原理验证实验。与之相关的极紫外光源有望解决自主研发光刻机中最核心的「卡脖子」难题。

最现代的研究用光源是基于粒子加速器的。

这些都是大型设施，电子在其中被加速到几乎是光速，然后发射出具有特殊性质的光脉冲。

在基于存储环的同步辐射源中，电子束在环中旅行数十亿转，然后在偏转磁体中产生快速连续的非常明亮的光脉冲。

相比之下，自由电子激光器(FEL)中的电子束被线性加速，然后发出单次超亮的类似激光的闪光。

近年来，储能环源以及FEL源促进了许多领域的进步，从对生物和医学问题的深入了解到材料研究、技术开发和量子物理学。

现在，一个中德团队证明，在同步辐射源中可以产生一种脉冲模式，结合了两种系统的优点。

2月25日，清华大学工程物理系教授唐传祥研究组与来自亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心（HZB）以及德国联邦物理技术研究院（PTB）的合作团队在Nature上发表了题为《稳态微聚束原理的实验演示》（ Experimental demonstration of the mechanism of steady-state microbunching ）的论文。

报告了一种新型粒子加速器光源「稳态微聚束」（Steady-state microbunching，SSMB）的首个原理验证实验。

该研究与极紫外（EUV）光刻机光源密切相关，有望为EUV光刻机提供新技术路线。

SSMB光源首个原理验证实验，中德团队登上Nature

同步辐射源提供短而强烈的微束电子，产生的辐射脉冲具有类似于激光的特性（与FEL一样），但也可以按顺序紧密跟随对方（与同步辐射光源一样）。

大约十年前，斯坦福大学教授、清华大学杰出访问教授、著名加速器理论家赵午和他的博士生Daniel Ratner以提出了「稳态微束」（SSMB）。

赵午教授

该机制还应该使存储环不仅能以高重复率产生光脉冲，而且能像激光一样产生相干辐射。

来自清华大学的青年物理学家邓秀杰在他的博士论文中提出了这些观点，并对其进行了进一步的理论研究。

2017年，赵午教授联系了HZB的加速器物理学家，他们除了在HZB操作软X射线源BESSY II外，还在PTB操作计量光源（MLS）。

MLS是世界上第一个通过设计优化运行的光源，在所谓的 「低α模式 」下运行。

在这种模式下，电子束可以大大缩短。10多年来，那里的研究人员一直在不断开发这种特殊的运行模式。

HZB的加速器专家Markus Ries解释说：「现在，这项开发工作的成果使我们能够满足具有挑战性的物理要求，在MLS实证确认SSMB原理」。

「SSMB团队中的理论小组在准备阶段就定义了实现机器最佳性能的物理边界条件。这使我们能够用MLS生成新的机器状态，并与邓秀杰一起对它们进行充分的调整，直到能够检测到我们正在寻找的脉冲模式」，HZB的加速器物理学家Jörg Feikes说。

HZB和PTB专家使用了一种光学激光器，其光波与MLS中的电子束在空间和时间上精确同步耦合。

这就调制了电子束中电子的能量。

「这使得几毫米长的电子束在存储环中正好转了一圈后分裂成微束（只有1微米长），然后发射光脉冲，像激光一样相互放大」，Jörg Feikes解释道。

「对相干态的实验性探测绝非易事，但我们PTB的同事开发了一种新的光学检测装置，成功地进行了探测。」

SSMB概念提出后，赵午持续推动SSMB的研究与国际合作。

2017年，唐传祥与赵午发起该项实验，唐传祥研究组主导完成了实验的理论分析和物理设计，并开发测试实验的激光系统，与合作单位进行实验，并完成了实验数据分析与文章撰写。

揭示SSMB作为未来光子源潜力的关键一步，是在真实机器上演示其机制。在新的论文中，研究人员报告了SSMB机制的实验演示。

SSMB原理验证实验示意图

实验表明，存储在准等时环中的电子束可以产生亚微米级的微束和相干辐射，由1,064纳米波长激光器诱导的能量调制后一个完整的旋转。

结果验证了电子的光相可以在亚激光波长的精度上逐次相关。

SSMB原理验证实验结果

在这种相位相关性的基础上，研究人员通过应用相位锁定的激光器与电子轮流相互作用来实现SSMB。

该图示直观地展示了如何通过激光调制电子束来产生发射激光的微束，是实现基于SSMB的高重复性、高功率光子源的一个里程碑。

有望解决EUV卡脖子难题

没有顶尖的光刻机，是我国半导体行业发展的最大瓶颈。

光刻机的曝光分辨率与波长直接相关，半个多世纪以来，光刻机光源的波长不断缩小，芯片工业界公认的新一代主流光刻技术是采用波长为13.5纳米光源的EUV（极紫外光源）光刻。

大功率的EUV光源是EUV光刻机的核心基础。简而言之，光刻机需要的EUV光，要求是波长短，功率大。

EUV光刻机工作相当于用波长只有头发直径一万分之一的极紫外光，在晶圆上「雕刻」电路，最后将让指甲盖大小的芯片包含上百亿个晶体管，这种设备工艺展现了人类 科技 发展的顶级水平。

而昂贵的EUV光刻机也正是实现7nm的关键设备，目前，荷兰ASML是全球唯一一家能够量产EUV光刻机的厂商，而由于禁令，我国中芯国际订购的一台EUV仍未到货。

如果中国大陆无法引入ASML的EUV光刻机，则意味着大陆将止步于7nm工艺。

目前ASML公司采用的是高能脉冲激光轰击液态锡靶，形成等离子体然后产生波长13.5纳米的EUV光源，功率约250瓦。而随着芯片工艺节点的不断缩小，预计对EUV光源功率的要求将不断提升，达到千瓦量级。

SSMB光源的潜在应用之一是作为未来EUV光刻机的光源。它们产生的类似激光的辐射也超出了 "光 "的可见光谱，例如在EUV范围内，最后阶段，SSMB源可以提供一种新的辐射特性。脉冲是强烈的、集中的和窄带的。可以说，它们结合了同步辐射光的优势和FEL脉冲的优势。

可以说，基于SSMB的EUV光源有望实现大的平均功率，并具备向更短波长扩展的潜力，为大功率EUV光源的突破提供全新的解决思路。

EUV光刻机的自主研发还有很长的路要走，基于SSMB的EUV光源有望解决自主研发光刻机中最核心的「卡脖子」难题。

关于作者

本文的通讯作者唐传祥教授是清华大学的博士生导师。

1992年9月－1996年3月，考入 清华大学工程物理系硕博连读。1996年3月获得工学博士学位， 博士学位论文为“用于北京自由电子激光装置的多腔热阴极微波电子枪的研究”。

1996年4月获得博士学位后，留校工作。

1996年7月 1998年6月期间，作为访问学者到德国DESY工作2年。在DESY工作期间，主要进行超导加速结构的优化及测量研究，并与J. Sekutowicz, M.Ferrario等合作提出了Superstructure的超导加速结构。

1998年6月回国后，继续在清华大学从事加速器物理、高亮度注入器、汤姆逊散射X射线源、自由电子激光、新加速原理与新型加速结构、电子直线加速器关键物理及技术、加速器应用等方面的研究。

参考资料：