质子成像实验，（a）蜻蜓样本，（b）PW激光，（c）第一层（d）第二层RCF上蜻蜓成像

成像结果，蜻蜓（a）脚部、（b）尾巴、（c）头部和（d）翅膀的细微成像，（e）尾巴放大

寻找暗物质

“暗物质”被比作“笼罩在21世纪物理学天空中的乌云”。它由万有引力定律证实存在，却从未被直接探测到。科学家估算，宇宙中包含5%的普通物质，其余95%是看不见的暗物质和暗能量。揭开暗物质之谜将推动人类解释宇宙的存在和演化。

轴子，是暗物质的重要候选者之一。由于它几乎不和其他物质相互作用，至今没有被观测到。但超强激光提供的超强电磁场有可能成为探测轴子的科学手段。

探究真空奥秘

真空，真的空无一物吗？

在经典物理概念中，它确实是空的，但量子电动力学（QED）预言，真空不空，量子涨落无处不在，虚粒子对不断产生、消失。

真空的神秘特性是QED最令人激动的预言，未来的激光强度将高达10^23-25瓦/平方厘米，超强的光场可以激发真空的QED特性，使真空具备物质属性！

超强超短激光与高能光子源结合，将使人类第一次拥有窥视真空奥秘的机会，其中任何一个发现，都将是历史性的。

激光引雷研究

利用超强超短激光开展雷电控制应用研究受到世界上许多国家的高度重视，中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室是国内最早开展相关研究为数不多的几家单位之一。

该实验室的研究人员基于以前的研究基础，实验上首次观察到了激光诱导电晕放电现象并对这一发现展开了深入的研究。