未来十年前沿研究论文

我国的品牌4S店建设虽然是刚刚起步，但由于受社会环境及市场环境的影响，现在已经出现了在欧美等发达国家发展了十几年才会出现的问题，建设4S店不挣钱，即便建了有的也处于苦苦支撑的地步,这是我国汽车市场的特殊情况所决定的。中国是未来世界上最大的汽车生产国和消费国，世界各大汽车厂商都看好这块大蛋糕，谁都想来分割一块，它们都用最快的速度、最好的车型冲击我国的汽车市场，这就造成了我国汽车发展过快，同样汽车品牌4S店也建的比比皆是。现在欧美等发达国家的汽车销售4S店和我国的4S店存在着很多不同之处。比如德国大众本土的4S店，它们所经营的是大众全系列车型，品种多达十几种，而且经过这么多年的经营，各方面的管理都比较到位、比较正规。而我国的4S店在建设之初就存在着这样或那样的问题。所以我国的品牌4S店的建设水平是世界一流的，但管理和经营水平却都不尽人意。笔者认为我国现在建设的4S店大至存在以下几个问题：1、 产 品：可供销售的品牌车型太少。像一汽－大众品牌的4S店也就是捷达、宝来、高尔夫三种车型，产品链太短。原因很多，但最主要的原因还是因为中国的汽车生产企业没有自己的知识产权，生产什么车型要看外方的眼色，同时中国的汽车生产企业自主研发的水平及投入也是相当落后的。2、 人力资源：现在国内的品牌4S店经销商大都是从以前的小展场做起，做大后改开4S店的。由于汽车市场及自身发展的都比较快，所以面临着管理人才和技术人才的严重匮乏，特别是实用型人才。由于发展的太快，管理人员的业务技能跟不上发展的速度，同时也没有可借鉴的同行业经验。技术人员的短缺更为严重。新技术、新车型的不断出现也使技术工人的学习与培训远远跟不上发展的需要。笔者曾了解过几家有实力的品牌4S店，技术工人拥有技术等级证书或技术上岗证的不到技工总人数的30％。同时管理人员及技术人员的流失也直接影响着4S店的发展。3、 维修服务：由于4S店所经营的车型比较少，单一的车型市场占有率相对比较平均，并且汽车生产厂家往往在一个城市设立多家同品牌的4S店，比如一汽－大众在深圳市就设立了6家4S经销商。这就造成了各品牌4S店的维修站都存在着“吃不饱”的现象，从而造成了资源的极大浪费。4、 市 场：就目前深圳的品牌4S店经销商没有几家对自己的销售及维修状况是感到非常满意的。原因是销售情况较好的品牌4S店受厂家的制约，不可能完全按照自己的意志去进货，经常会出现断货或没货的问题。所以它们就要做市场，在宣传自己企业的同时也要想办法将因各种原因有可能流失的客户留住，因为现在可供消费者选择的品牌是非常多的，稍不注意就会造成客户的流失。同样销售情况不好的品牌4S店为争取到尽可能多的客户，它们更要做市场。但做市场已不向从前那么容易了，消费者对购车送大礼、免费检测已经不再有兴趣，他们（消费者）需要更大、更实在、更有特色的优惠，没办法只有加大投入。所以4S店的经销商大多都在盲目地做着自己的宣传。这也是一种资源的浪费，而且是眼看着自己的钱向流水一样花出去，而得不到相应的回报。那么，今后4S店怎样做才能够保持可持续良性地发展呢？笔者认为应从以下几个方面着手：1、 精化队伍。从管理到技术再到服务各个环节都要精化。所谓“精”就是指人员的基本素质要精，不要要求员工有多高的学历，有多少年的经验，只要他（她）能把自己最基本的工作做的好、做的出色，那他（她）就是一名合格的员工。“化”就是指管理要系统化、制度化、科学化，工作要程序化。要学会运用科学的现代化管理手段和管理方法管理企业。 精化队伍整合起来其实就是在科学的管理基础上，使企业里的每一个员工都能够有符合与之能力相对应的工作岗位，并将自己最本质、最基本的工作做好，这也是中国企业能够可持续发展的第一大前题。2、 旧车交易。在国外是二手车的销售带动新车的销售。而我国的二手车销售还处于起步阶段，这是一块很大的蛋糕，市场前景非常看好。2004年国内的几家主力品牌汽车生产厂家已相续开展了以厂家为依托的二手车交易。那么品牌4S店做二手车交易到底有什么好处呢？一是，可以以旧换新，带动新车的销售；二是，二手车的交易能带动4S店的人气，人气旺了企业也就旺了；三是，4S店对那些收的比较多而且车况比较好的车可以再利用。比如可用做客户的代步用车、公司的公务用车，如果做的比较大还可以供开展汽车租赁业务使用；四是，4S店可以以自身的优势为销售出去的二手车提供完善的售后跟踪服务，这样不但为消费者解除了购买二手的后顾之忧，而且也使自己本来“吃不饱”的维修站产值大增。3、 开设个性化的汽车改装和汽车美容、养护业务。对于这样一个相当大的汽车后市场品牌4S店没理由将它放弃。目前我国的汽车改装和汽车美容、养护市场，劣质产品泛滥，相关的服务也跟不上，但消费者对车辆的个性化需求却越来越强烈。所以由4S店来做汽车改装和汽车美容、养护会更专业一点，消费者也会更信任一点。4、 做好俱乐部工作。一个有远见的汽车经销商，不应只是销售及售后服务的优异者，它还应是兼具社会责任感，并能够帮助人们拓展更加美好而宽广生活的开路者。通过对客户关系的培育，加强与消费者与社会的沟通，让更多人理解：汽车不仅仅是代步工具，也应是生活娱乐和激情的部分。作为移动的载体，它可以提高我们的生活质量，丰富我们的生活内容。另外，通过车友俱乐部与车主之间充分的沟通，也能挽回公司在销售及售后服务上的失误及不足，为公司争取到新的客户并保住老客户。同时做好俱乐部工作也能大大提升企业在社会及消费者心目中的良好形象。总之，现在的品牌4S店要想不被市场所淘汰，就必须将与汽车有关的所有项目进行有机的整合，同时进行全方位、系统化、科学化的营销。这样，才能使自己永远立于不败之地。

总体经济的波动是经济体内所有冲击相互作用的最终结果，对发展中国家和地区的经济发展来说，选择一种切实可行的经济发展战略，其意义重大。下文是我为大家整理的经济发展的论文的 范文 ，欢迎大家阅读参考!

浅谈我国宏观经济发展情况的计量经济学分析

一、我国经济发展的两个特征

目前，我国经济发展主要呈两个趋势特征：

第一，我国经济的外部环境正处于危机后持久的全球结构调整阶段。

随着经济全球化、信息化进程的快速发展，新一轮产业结构调整正在全球如火如荼地展开。这是各国为了适应数字经济，迎接信息时代到来从而进行的一个战略性选择。整个全球调整重点是加快以信息技术为核心的高新技术的发展，推进产业结构的高级化，重心由第二产业慢慢的向第三产业转移，着力发展技术密集型和信息密集型服务业，从而来适应“新经济”时代的人们对知识型服务业的需要。

从目前的现状来看,信息技术的广泛应用带动了一批相关产业，催生了一系列的边缘产业，改造了传统产业，促进了“新”“旧”产业的融合。信息产业将继续成为全球产业结构调整中起到关键作用，然而目前生命科学和生物技术以及纳米技术等高新技术产业化步伐正在飞速增长，对未来全球产业结构调整将有不可低估的影响。从现阶段各国的发展现状来看，美国在发展信息产业等高科技产业中遥遥领先，北欧、加拿大、澳大利亚等国和东亚地区紧随其后，另外欧盟与日本正从落后状态中奋起直追。21世纪初全球产业结构调整步伐将持续加快，竞争将越来越激烈。在目前全球经济结构处于调整期内，经济的增长肯定会放缓甚至出现严重的经济危机(例如之前的欧债危机)。在全球一体化的背景下，中国经济的发展也必然会受到全球经济形势的影响。

第二，我国经济发展的内在因素决定了未来的经济增速将逐渐趋缓。

我国在之前长期的发展过程中所建立起来的经济体系，是以政府主导型和出口导向型的经济体制。在这个经济体制中，一方面政府通过投资大量的资金来建设基础设施以此拉动经济增长，这就可能造成大量的产能过剩，浪费当前有限的社会资源。另一方面由于目前我国资源价改革、工资成本上升等原因，使得我国的出口产业在竞争优势上已经明显减弱，再加上一直作为拉动我国经济的支柱之一的房地产也有走向泡沫化的趋势。所以从目前的现状来看，我国经济正处于一个从过去高增长平台，逐步迈向相对趋缓增长的平台。

于此同时，我国现实的经济运行中又是货币多、物价上涨等大量周期性矛盾和结构不顺的矛盾交错、重叠，是大量历史遗留问题积累的时期。例如在当前物价压力中，结构转型中存在贸易部门向非贸易部门转移，工资上升、资源价格等改革 措施 ，价格目前又处于温和上涨的大环境下，另外又恰遇美国两次宽松政策的影响，以及前两年我国自身货币过多投放的影响。因此，政府落实调控物价、货币稍紧，这样经济增速就会出现下滑的状态。

二、GDP的历史回顾研究

从我国目前GDP的季度同比增长率来看，2013年我国GDP增长率第一季度回落到了，之前社会上对我国GDP增长率第一季度的普遍预期值为或者。从2012年开始我国的GDP增长率一直处于回落状态，2012年四个季度的GDP增长率分别是：、、、。而2013年我国第一季度GDP增长率显示的这个数据已经是最近三年内我国GDP增长率的最低值了。同时也是近十年来少有的几次GDP增长率低于(包括)，就目前的态势来看，我国的GDP增长率回落态势还会持续下去。接下来要我们来分析一下造成目前我国GDP增长率持续回落态势的原因。

基于我国年鉴统计对于国民生产总值的统计值均为名义GDP，早期的数据与现阶段数据对比已经不在同一个数量级，因此本文中我们采取了GDP的增长率来刻画我国GDP的变动情况，如图1所示。

观察图1可知，GDP增长率从建国以来经历了从一个大幅波动过度到逐渐平稳的高速发展过程，这也说明了我国经济建设工作目前已经取得了长足的进步。新中国成立以来至20世纪90年代初期，国民经济一直在一种高速增长的态势下运行着，同时快增长伴随着传统的高能耗、高物耗、高污染、高通胀这“四高”问题，这给国民经济后期的发展埋下了隐患。这种不稳定的高速增长状态，一般都会破环经济正常运行所需要的各种均衡联系，然后在后期深入发展时导致经济增长速率大幅回落。因此，保持稳定的GDP增长尤为重要。

三、潜在GDP的增长

通过查阅资料对我国1992—2012年季度GDP的数据，再依据HP趋势滤波法，得到滤波后的趋势增长率，即潜在GDP增长率(见图2)。

由图2可知，潜在GDP增长率经历了稳定增长、趋于平稳再到现阶段的略有下降的过程。自我国2000年以来，滤波后的趋势增长率大致处于8%~10%区间，属于一个稳定高速的增长状态。就目前而言，我国的经济发展阶段最合适的经济增长率底线应当为8%。如果经济增长率低于8%，企业生产问题和就业问题将会凸显出来，尤其是就业问题。由于经济增速放慢，导致企业生产受制约，社会的整体的就业需求就会降低，就业岗位减少，这样就会造成严重的就业问题。换句话说，就业问题如果被凸显出来，部分失业人员无法保证基本的饮食起居，就会激化社会矛盾，影响社会和谐。同时由于目前我国属于产能过剩的情况，经济增长率的降低将会影响整个生产，最严重的可能出现全国财政收入呈现负增长。

此外，我国作为一个新兴经济体，潜在GDP增长率曲线上端的波动会显著大于下端的变化。总体来看，经济受曾策影响向上波动冲出稳定范围的可能性更大。应更加注意宏观经济运行出现偏快或过热的状况而难以为继的可能，如表1所示。目前，在潜在经济增长率缓慢下移的过程中，有条件实现潜在经济增长率的平滑下移。

自2008年美国爆发次贷危机以来，我国的宏观调控侧重点先后经历了四次调整。目前为了扭转经济下滑的趋势以及促进经济形势回升，其侧重点是以“保增长”为主。在全球金融危机的大环境下，我国采取积极的财政政策和宽松的货币政策，并且实施一系列的刺激经济回升的计划，直到2011年7月物价涨幅攀升到的峰值。这个期间，我国经济走势以一个“V”形回归正常良好的经济态势。

在此背景下，经过一系列稳定物价措施出台后，CPI指数逐月回落，到2011年12月回落至。与物价涨幅的回落相伴随，2011年经济增长率回落至，比上年低个百分点。进入2012年，物价涨幅继续回落，5月份回落至3%，这就为防止经济增速过度下滑、宏观调控实施适度宽松的微调留出了一定的空间。到2012年5月，当工业生产和固定资产投资的增幅，以及进出口增长等经济指标出现明显下降之时，又提出宏观调控要“把稳增长放在更加重要的位置”。由此，一系列相关措施出台，扩大内需，促进消费，鼓励投资，推进“十二五”规划项目的实施，结构性减税，降低存款准备金率，下调存贷款利率等。与2008—2010年的“一揽子”刺激计划相比，这次的刺激力度没有那么大。下半年经济增速进入小幅回升通道。

从年度经济增长率的波动看，2010年开始进入新一轮经济周期(第11轮周期)。到2013年年底，本轮周期已进行3年。2010年、2011年经济增长率分别为和，2012年预计为。本轮周期不会像第9轮周期那样走出一个“2+7”周期，即2年上升期加上7年平稳回落期;也不会像第10轮周期那样走出一个“8+2”周期。本轮周期有可能走出一个新的轨迹，即锯齿形的缓升缓降轨迹。

四、PMI分析

目前，全球范围内已经有20多个国家建立了PMI的综合性经济指标检测体系，另外世界制造业PMI体系和服务业PMI体系也已经建立完成。PMI体系目前分为服务业PMI、建筑业PMI、制造业PMI，他是一套按月发布的综合性经济指标检测体系。

PMI往往被当成先行指标，用于预测宏观经济走势。通常情况下，PMI指数在以下的情况持续三个月，则被检测的经济体很可能步入下行的周期;PMI指数在以上的情况持续三个月，则被检测的经济体很可能步入上行的周期。由于PMI检测体系具有一定先行性，当其从萎缩状态进入扩张区间时，实体经济仍有可能惯性回落，当PMI指数稳定进入到明显扩张区间(>)时，经济体开始重回上行势态。根据以上理论界说，如图3所示，可以很直接观察到除2013年2月至4月PMI指数略有回升外，其余时段的PMI指数均在处于这个标准之下。验证了国内年度经济增速低迷。

观察图4，即成品与原材料的制造业PMI指数可知：从2005年至今，我国宏观经济经历了一个上升、回落再上升再次回落的波动过程。从2006—2007年间，原材料PMI位于产成品PMI之上，随之产成品存货的平均水平下降，则意味着经济回暖，在市场的需求增加的刺激下，上游采购企业原材料的库存增加，而产成品的库存减少。到2008年6月后，受美国次贷危机的影响，经济形式低迷，原材料PMI显著下降，随之引起产成品库存PMI显著上升。经过4万亿的扩张性财政计划刺激经济回暖后，到2011年5月，经济形势再次掉头直下，材料库存PMI始终低于产成品库存PMI平均水平。由此可见，经济复苏还尚待时日，未来短期国民经济依然会处于一个缓慢回落的过程。

五、结语

党的十八届三中全会释放出了强烈的改革信号，目前已经入中国经济转型的关键阶段。充分借助市场力量推动金融市场改革从而进一步推动经济体制改革将是中国经济未来十年的主旋律。根据中央银行公布的《关于金融支持中国(上海)自由贸易试验区建设的意见》(下简称《意见》)充分反映了我国政府对金融市场化的重视程度。过去，银行系统通过吸纳存款、发放贷款在我国金融体系中扮演着决定性的作用。由于银行系统一支独大的现象，金融监管机构控制银行就控制了中国宏观金融的整体风险。伴随互联网金融、资产证券化浪潮的涌现，银行在金融活动中的地位也在不断经受挑战。《意见》中支出将大力推动利率市场化，充分释放市场活动力。贷款利率的降低与存款利率上升所引起的利差下降会促进越来越多的中小企业可以通过低成本的融资获得从事相应的商业活动，相应的居民获得更多的存款利息可以避免通胀对自身财产购买力的吞噬，从而拉动内需，进一步促进宏观经济的稳步上升。

现阶段，受欧债危机与美国经济疲软的影响，全球的经济均处在一个高度不确定性的十字路口。各国正在调整自己的发展模式，以寻求新优势。发达国家由于金融体系受到重创，试图通过扩大投资和出口、重振制造业来恢复经济增长。

以我国为代表的新兴市场国家在出口拉动型增长模式受阻后，在努力稳定外需市场的同时，试图通过扩大内需，开拓新的增长点来进一步发展经济。未来的十年内我中国经济将步入下一个经济短周期。短期来看，经济会缓慢下行，但长期走势应为锯齿形的缓升缓降轨迹。

参考文献：

[1]国家信息中心宏观经济课题组.当前中国宏观经济分析与预测[J]. 财经 界，2008(8)：9-12.

[2]高铁梅.计量经济分析 方法 与建模[M].北京：清华大学出版社，2009.

[3]杨淑萍.基于ARCH模型的我国宏观经济系统内生性波动分析[J].统计与决策，2009(15)：103-105.

[4]李慧勇.2011年中国经济形势分析和展望[J].上海财经大学学报，2011(1)：49-57.

[5]白永秀，吴丰华.中国经济形势总体判断及其宏观走向[J].改革，2011(2)：5-13.

[6]汪同三.世界经济形势与中国经济“两难”问题分析[J].中国市场，2012(20)：4-7.

[7]郭建宏.2008年中国经济形势与 热点 问题研讨会综述[J].经济学动态，2008(3)：4-11.

[8]张众.中国经济形势的历史回顾、现状分析与政策建议[J].经济体制改革，2009(2)：5-10.

[9]邢黎霞.中国经济增长与经济波动：30年的 经验 与当前宏观经济形势[J].经济师，2010(1)：96-97.

[10]张永军.中国宏观经济形势分析与政策建议[J].中国市场，2013(7)：31-34.

[11]刘树成.不可忽视GDP———当前中国经济走势分析[J].经济学动态，2012(7)：6-12.

[12]刘树成.当前和未来五年中国宏观经济走势分析[J].中国流通经济，2013(1)：8-12.

[13]刘迎秋.中国宏观经济走势分析的逻辑与方法探讨[J].经济研究，2009(9)：15-26+38.

浅谈雾霾下中国的经济发展

摘 要：雾霾天气频发危害人们的身体健康，影响了我国经济发展的脚步。雾霾天气的频发给我们很大的警示，尤其是促使我们思考雾霾治理和经济发展的关系，我国经济飞速背后是我国生态环境不断恶化的窘境，因此雾霾下中国经济的发展成为研究重点。本文分析了雾霾天气对经济发展的影响，提出了几点雾霾下中国经济发展的对策。

关键词：雾霾天气;中国经济发展

一、雾霾天气对经济发展的影响

(1)雾霾天气的负面影响。

雾霾天气对各个行业经济造成了直接或间接的影响，下面简单分析雾霾天气对经济发展的影响：①对旅游业影响，雾霾天气的出现就会造成城市旅游业陷入到窘境中，雾霾的出现会给旅游品质造成极大的负面影响，从而影响了游客量;②实体工业行业，雾霾天气的发生促使政府加强对实体工业的监管，尤其是对化工行业进行停顿整改，这给化工企业造成了致命影响，甚至会造成化工企业的亏损破产;③对交通运输行业发展，雾霾天气在一定程度上影响了物流的正常运行，甚至由于物价的增长造成市场的暂时性混乱。

(2)雾霾天气的正面影响。

雾霾天气的发生对经济的发展也会产生正面影响，例如雾霾天气促进环保型企业的发展，雾霾天气的发生使人们认识到传统能源的弊端，从而转向了对环保能源的关注，尤其是太阳能空调、电能汽车等产品的需求量逐渐增大，雾霾天气的频发促使国家提升油产品的质量标准，这就为电能、太阳能提供了市场空余份额，有助于其提升其市场竞争力。再者是对医药行业的发展产生正面影响，雾霾天气刺激了口罩、空气净化器、监测设备的销量。

二、雾霾下中国经济的发展对策

雾霾天气治理要在经济发展的前提上进行，要在经济发展不动摇的基础上实现发展方式的转变，这才是应对雾霾天气治理的上策。

(1)转变经济发展方式。

在经济发展过程中要逐步进行发展方式的转变，从高能耗、高污染的发展过程逐步转变成高效益、低能耗的发展道路上，同时不断降低第二产业的经济比重，提高第三产业的经济贡献量，从而在保持经济增速和经济总量不出现明显下滑的前提下，实现经济发展方式的转变。再者要控制工业污染物的排放量，对于高能耗、高污染的企业进行关门整顿，并提高这类行业的生产方式转变，提高资源的利用效率，降低污染排放。此外要淘汰落后的“夕阳产业”，减少二氧化碳等温室气体的排放量，维持地球天气的稳定性，减少自然原因导致的雾霾现象发生概率。

(2)坚持走新型工业化路线。

雾霾天气的治理首要的切入点是工业化生产，传统的工业化生产只注重于生产效益的提升，但是忽略了对环境的影响，这是传统工业化生产的局限性，也制约了工业化的可持续发展。因此要树立可持续发展的概念，坚持走新型化工业化路线，做到工业生产和环境保护两手一起抓，对工业化生产中的污染环节进行技术革新和工艺优化，减少污染物的排放同时企业应当加快能源结构转型，对工业技术进行改进，提升空气污染处理技术，建立完善的生产监控体系，对工业化生产的环保前景进行评估，保证工业化发展方式的转型。

(3)走环境友好型和资源节约型城市发展道路。

处理好环境保护和经济发展的关系，就需要走环境友好型和资源节约型城市发展道路，全面完善生态环境建设机制，构建科学的发展理念和战略。当前我国城市化发展道路中存在着的问题有冬季能源消耗量大、工业化污染程度高、城市群建设集中等，这些都制约了新型城市的发展，在狭小的区域内形成了污染集中现象，从而形成了区域内的雾霾天气。因此在城市化的发展过程中，要结合生态环境建设和能源优化策略，以环境友好型城市作为建设的目的，在保证自身资源需求的基础上，为子孙后代留下绿水青山。同时要以生态环境友好作为发展的关键，启动环境保护方案，加快实现能源消费强度和总量的控制，不能因为追求税收、财政而让雾霾天气放任自流。此外要进行科技创新、技术创新、提升城市的绿色消费理念，在区域内形成环境友好、人们安居乐业、经济蓬勃发展、资源合理利用的发展局面。

(4)发展低碳经济。

雾霾治理带来了经济转型、经济优化的发展契机，充分利用好雾霾治理的战略可以实现经济整体性的转型，并在全社会内形成低碳经济的发展模式。同时出台相关的环保法律，重视空气、水资源、土地资源的保护.英政府应当在协调经济发展的基础上，积极推行低碳经济，加强工业生产过程中资源的利用效率，提高废气、废热的利用效率，减少对生态环境的破坏，同时要建立完善的低碳经济推行机制，对一些达不到低碳生产、低碳排放的企业进行强制停业整顿。其次要大力推行低碳经济概念，增强人们的环保概念，加强对低碳企业的政策和资金支持，鼓励进行低碳产品的研发，例如鼓励居民使用太阳能热水器、换用节能灯泡，并鼓励市民选择公共交通工具出行。

三、结语

总而言之，雾霾天气影响经济发展，因此在雾霾治理中要做好环境和经济的平衡，积极实现经济发展方式转型，走新型的工业化道路，探索新型的经济发展道路。

参考文献：

[1] 王旭光.雾霾治理与经济发展探究[J].经济视角，2013(8).

[2] 张小曳，孙俊英.我国雾霾成因及其治理的思考[J].科学通报，2013，58(13).

核物理是研究射线束的产生、探测和分析技术;以及同核能、核技术应用有关的物理问题。下面我给大家分享一些核物理学术论文，大家快来跟我一起欣赏吧。

激光核物理

摘 要 在最近十年,激光技术有了长足的进展,激光的强度超过了1022W/cm2, 激光的电场达到~4×1012V/cm.当这种高强度的激光照射在靶上时,可以产生许多由激光产生的核反应现象.在这篇 文章 中,作者回顾了这一领域的 研究 进展,并对在不远的未来激光产生 电子 ?质子?中子?X射线和正电子 发展 的潜力进行了一些讨论.

关键词 啁啾脉冲放大,粒子云,正电子发射层析术,库仑爆炸

1 什么是

最近十年中,激光技术有了显著的进展,激光强度已超过1022W/cm2,激光的电场强度达到;1012V/cm,比氢原子中电子玻尔轨道上的库仑场大759倍,相当于在原子大小上相应加上约40kV的电压,在原子核大小上相应加上约的电压,在这种很强的电场作用下,所有的原子都会在极短的时间内被电离,产生从几个MeV到几百MeV的质子,几十MeV到GeV的电子和其他粒子,以及韧致辐射和中子,这些粒子可以产生核反应,打开了核物理以及非线性相对论光学研究的新领域[1—3].

在今后的十年中,激光强度可能会提高到1026—1028W/cm2,这样高强度的激光可以将粒子加速到1012—1015eV,并将成为研究粒子物理?引力物理?非线性场论?超高压物理?天体物理和宇宙线研究中的一个有力工具[1].

超高功率超短脉冲激光技术的发展,在实验室中创造了前所未有的极端物态条件,如高电场?强磁场?高能量密度?高光压和高的电子抖动能量?高的电子加速度,这种极端的物理条件, 目前 只有在核爆中心?恒星内部?星洞边缘才能存在,在它和物质的相互作用中,产生了高度的非线性和相对论效应,产生了崭新的物 理学 领域,也为多个交叉学科前沿研究领域带来了 历史 性的机遇和拓展的空间.

2 国内外研究现状

当前国际上已经在一些实验室中建立了几十TW到几个PW的激光系统,在上世纪80年代中期,以前激光的强度长期停留在1014W/cm2左右,这是由于非线性吸收效应随着激光强度的增加而迅速增强,在80年代中期之后,由于采用了啁啾脉冲放大技术(chirped pulse amplification, CPA),激光强度提高了6—7个数量级,在CPA技术中,一个飞秒或皮秒的脉冲通过色散的光栅对在时间尺度将它展宽了3—4个数量级,这样就避免了放大器的饱和以及在很高强度时由于非线性效应产生的光学放大器件的损伤,在经过放大以后,再由另一光栅对将脉冲宽度压缩回到飞秒或皮秒宽度,以获得1019W/cm2到1022W/cm2的靶上功率密度.CPA超短脉冲TW的激光装置在法国光学 应用 研究所?瑞典Lund大学?德国Mark-Plank研究所?德国Jena大学?日本JAERI和 中国 工程物理研究院?中科院上海光学精密机械研究所?中科院物理研究所?中国原子能 科学 研究院等都建有.日本原子能研究所采用变形镜和CPA相结合的技术,运用低f值的抛物面镜,将激光聚焦于1μm的斑点,可以进一步提高焦斑上的功率密度,但是由于放大介质的单位面积上的饱和能量通量和光学元件的损伤阈值的限制,单位面积上最大的光强度?I??th?=hν3σΔν?ac2?,这个数值约为10?23?W/cm2.美国LLNL正在计划建造10?18?W(exawatt)和10?21?W(zettawatt)的激光装置,以期获得1026W/cm2 —1028W/cm2的靶上功率密度.

高强度的激光可以引起许多核反应,当激光强度I>10?18?W/cm2时,在激光电场做抖动的电子能量达到,产生了相对论等离子体.运用强激光在等离子体中产生的尾场去加速电子,如用一台紧凑型的重复频率的激光器可以产生200MeV的电子.这种激光等离子体型的加速器具有比通常电子加速器高出1000倍的加速梯度,即达到GV/m.运用高强度?单次脉冲的激光也获得了100MeV的电子,并测量到它的韧致辐射.超短超强激光还可以产生质子束,并开始运用这些质子束产生正电子发射层析术(positron emission tomography,PET)所需要的短寿命的正电子放射源,一种用激光来产生的小型化的和 经济 的质子产生器有望在未来用于质子治癌.运用超短超强激光直接产生正电子已在英国卢瑟福实验室开展,他们用重复频率的TW级的激光,打在高Z元素的靶上得到每脉冲2×107个正电子,它对于基础研究和材料科学很有用途.通过超短超强激光和氘团簇的相互作用,产生聚变反应的中子,其中子产额可以达到105中子/焦耳,激光产生中子的能量效率已达到世界上大型的激光装置的水平,它可以成为台面的中子源,由于其中子脉冲通量高,但总的中子剂量很小,适合于生物活体的中子照相和材料科学的研究.运用超短超强激光和氘化聚乙烯作用产生中子,Hilsher等人用钛宝石激光(300mJ, 50fs, 10Hz, 10?18?W/cm2) 轰击氘化聚乙烯靶,产生104中子/脉冲.运用超短超强的激光在相对论性的电子上的散射,产生几百飞秒?几十埃的硬X射线,可以用来研究材料和生命科学的一些 问题 ,这种超快的硬X射线源对于研究一些高Z物质和时间分辨的超快现象具有重要的意义.超短超强激光所产生的高能电子,在物质中产生高能X射线,可以在裂变物质铀中引起裂变,并在裂变靶中探测到许多裂变产物.在激光的强度达到1028W/cm2时,电场强度只比Schwinger场(真空击穿场强)低一个数量级,在这样的场中,由于真空的涨落被激发,激光就有可能从真空中产生正负电子对,美国Lawrence Berkerly实验室在SLAC高能加速器上,用10?18?W/cm2的激光束和聚焦性能很好的的电子束相碰撞,产生了200多个正负电子对,这是由于在反向相碰的电子和激光中,从电子的坐标系来看,激光的场强增强了Lorentz因子倍,以至于可以远远地超过Schwinger场值,直接从真空中产生一些电子对.

3 新的科学研究的 内容 ,新的交叉点

激光产生高能电子[4—7]

产生高能电子的机制有两种:第一种是在激光场作用下,电子做抖动运动,在激光强度I=10?20?W/cm2时,电子抖动运动能量能达到10MeV;第二种是由非线性效应所产生的能量比较高的部分.用300J,的激光照射在厚的金靶上,测量到的电子能谱分布基本上由两个部分组成:一部分是由有质动力产生的,它的能量在20—30MeV以下,还有一部分就是由非线性效应产生的几十MeV以至100MeV以上的高能量的电子,并和粒子云(particle in cell,PIC) 的 计算 结果符合,目前加速电子最高能量已达1GeV.能散度可达3% .

当激光的强度增加时,光波的压力变得很大,光压推着电子往前走,光波就像一个光子耙将等离子体中的电子推到脉冲的前面积累,形成电子的“雪耙”(snow plow) ,在这种“雪耙”加速中,电子的动能得到增益.在综合了光压作用和激光场的作用后,计算得到在激光强度为I=1026W/cm2时,加速梯度可达200TeV/cm,如果加速长度达到1m,电子能量为2×10?16?eV,在I=1028W/cm2时,加速梯度可达2peV/cm,加速长度为1m时,电子能量为2×10?17?eV,可以用来研究高能物理中的许多问题.

激光产生质子束[8,9]

在激光等离子体中,在I=10?20?W/cm2的情况下,加速质子的能量可以高达58MeV.加速梯度约为1MV/μm.质子被加速的距离只有60μm左右,如何增长加速距离成为非常重要的研究内容,加速质子的机制是相当复杂的,也提出了一些加速模型的设想.实验上的研究结果已显示它存在很好的应用前景.这表现在:

(1) 激光能量转换成质子束能量的效率是高的,而且和激光的能量有关,在激光脉冲能量为10J?宽度为100fs时,转换效率为1%,当500J?500fs时,转换效率为10%,人们已经获得了10?13?质子/脉冲,质子脉冲宽度约1ps,相当于10?25?质子/秒,即?;?106A的脉冲质子流.

从 理论 到实验应该研究如何进一步提高能量转换效率的问题,尤其是当激光能量进一步提高时,转换效率是否还继续上升.

(2) 质子束的发散角比较小,观察到的横向发散角为;mrad,比通常加速器上加速的质子束的发散角小.

(3) 高能质子束的获得可能会在今后的十年中实现,按照Bulanov等人的计算结果,在I=10?23?W/cm2时,质子可以被加速到1GeV以上,在I=1026W/cm2和1028W/cm2时,质子能量可以达到100GeV和 10TeV.

(4) 目前已获得几十MeV的质子束,并已用于为PET产生?18?F等短寿命的正电子源,在英国Rutherford实验室的Vulcan装置上,在20分钟内制备了109Bq的?18?F源,已经可以用在PET上.

(5) 产生200MeV的质子,并用于质子治癌,由于它在能量沉积上的优越性能,以及整个装置可以做得小,成本低,所以在治癌应用上很有发展前景,并可应用于中子照相.目前由激光加速产生的质子的能量分散度为17%.治癌应用要求能散度≤3%左右,因此减少能散度的工作在一些实验室正在进行中.

激光产生中子[10,11]

超短超强激光加热氘团簇产生核聚变,已经产生了104中子/脉冲或105中子/焦耳,从激光的能量转换成中子的效率看,和美国LLNL上的大型激光器NOVA上的每焦耳激光的中子产额相当,比日本大阪大学的大型激光装置Gekko 12上的数值大一个数量级,因此是一种很有 发展 前景的桌面台式的中子发生器,因为这种中子源的时间宽度只有1ps,是一个高中子通量的中子源,可用于材料 科学 和中子照相.

氘的团簇在吸收激光能量后要发生库仑爆炸,应该说到现在为止对于库仑爆炸的机理理解尚不非常清楚,尤其是团簇爆炸后产生的氘分子和氘的小团簇如何产生氘-氘的聚变反应也缺乏细致的了解,在进一步的改进方面,还有发展的余地,例如,如何采用多束的超短超强激光同时照射团簇,或用大于50T的脉冲磁场去推迟热等离子体的解体时间,以增加中子产额.

利用超短超强激光和氘化聚乙烯作用来产生中子,Hilsher等人用钛宝石激光(300mJ,50fs,10Hz,10?18?W/cm2)轰击氘化聚乙烯靶也产生了104中子/脉冲,大约每焦耳的激光产生;104中子.Disdier等人用20J,400fs,5×1014W的激光辐照CD?2靶,获得107中子,每焦耳激光产生了;105中子,这是很高的中子产额,他们还要用500J,500fs,1pW的激光照射CD?2,以获得更多的中子.

在激光辐照CD?2平面靶时,除了要 研究 激光能量在CD?2靶上的能量沉积的分布外,如何充分地利用沉积的能量是一个很重要的 问题 .沉积的能量有很大一部分要转变成等离子体的动能,在平面靶的情况下,如何设计靶面形状,以最大限度地使等离子体的动能对D-D反应做贡献.

激光产生硬的超短(~100fs)X射线[12]

用超短超强激光(50mJ,)和50MeV的 电子 束散射可以产生4nm,300fs的硬X射线,虽然转换效率不高,但产生的X射线强度可以在Si表面产生衍射峰,可以用来研究Si表 面相 变过程(从固相→熔化过程)的时间分辨的研究,也可以研究蛋白质折叠动力学,蛋白质的折叠时间为1ns,用300fs的硬X射线可用来了解它的折叠过程中的状态.

激光产生正电子[13,14]

将具有几个MeV的电子,经过很好地准直后,射到一个高Z的靶上,通过Trident过程(Z+e-→Z′+2e-+e+)和Bethe-HEitler过程(Z+r→Z′+e-+e++r′)产生正电子,采用重复频率的超短超强激光和高Z靶的相互作用,每脉冲可以产生2×107个正电子,经过慢化后,储存在磁场中,它对于基础科学和材料科学的研究是很有用的.

4 主要存在的问题和 分析

这门新兴的交叉学科在国际上也只有十多年的 历史 ,但发展十分迅速,搞激光技术和原子核物理的科学家们已经开始在一起召开学术研讨会,共同参加一些实验,由于它是一个新的生长点,发展比较快,也比较容易发现一些新现象,所以合作的积极性也在日益增长.随着超短超强激光技术的发展,在粒子加速?核物理?甚至粒子物理方面可以做出一些很好的工作来.我国发展的情况有些滞后,学科之间的交叉和合作还没有真正形成,学科之间的了解和交流还不够,因此只在交叉学科的边缘上做了一些工作,按照我国在激光技术和核物理方面的力量来说,都应该有可能做出更多更好的工作. 目前 具有超短超强激光装置的研究单位并不少,但将它们运行好,做出好的物理工作的成果并不多.

国内的情况也和国际上相似存在着一个问题,即搞强激光技术的专家和搞核物理和粒子物理专家之间的交流?讨论不够,这就会 影响 这一交叉学科的发展.

从强场物理到超短超强激光技术,到 应用 于各个领域,在世界上是基础科学和技术进步相互推动,相互作用的一个范例,基础研究的需求,以及光学科学的基础,非线性科学的基础,促进了超短超强激光技术的发展,而高强度激光的发展又为物 理学 的发展提供一个崭新的世界.

参考 文献

[1] Tajima T, Mourou G. Physical Review Special Topics\|Accelerators and Beams, 2002, 5:037301

[2] Mourou G, Tajima T, Bulanov S V. Reviews of Modern Physics, 2006, 78: 309

[3] Lee mans W P et al. Nature Physics, 2006, 2: 696

[4] Thomas Katsouleas. Nature, 2004, 431: 515

[5] Mangles S P D et al. Nature, 2004, 431 :535

[6] Geddes C G R et al. Nature, 2004, 431: 538

[7] Farue J et al. Nature, 2004, 431:541

[8] Wilks S C et al. Physics of Plasma, 2001, 8:542

[9] Schwoerer H et al. Nature , 2006, 439: 445

[10] Perkins L J et al. Nuclear Fusion,2000, 40:1

[11] Zweiback J et al. Phys. Rev. Lett.,2000, 85:3640

[12] Kmetec J D et al. Phys. Rev. Lett.,1992, 68: 1527

[13] Gahn C et al. Appl. Phys. Lett., 2000,77 : 2662

[14] Gahn C et al. Phys. Rev. Lett., 1999, 83 :4772

点击下页还有更多>>>核物理学术论文