8月5日，國家自然科學(xué)基金委員會發(fā)布“十四五”第一批重大項(xiàng)目指南及申請注意事項(xiàng)。其中，2021年數(shù)理科學(xué)部共發(fā)布10個重大項(xiàng)目指南，擬資助5個重大項(xiàng)目，項(xiàng)目申請的直接費(fèi)用預(yù)算不得超過1500萬元/項(xiàng)。

2021年數(shù)理科學(xué)部共發(fā)布10個重大項(xiàng)目指南如下：

“超大型航天結(jié)構(gòu)空間組裝動力學(xué)與控制”重大項(xiàng)目指南

“材料長效使役性能高通量表征的力學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)方法”重大項(xiàng)目指南

“活動星系核反饋在星系演化中的作用”重大項(xiàng)目指南

“致密天體活動與爆發(fā)的寬能段時變與能譜研究”重大項(xiàng)目指南

“基于強(qiáng)太赫茲源的聲子調(diào)控誘導(dǎo)電子新結(jié)構(gòu)與物性研究”重大項(xiàng)目指南

“基于鈮酸鋰薄膜的超高速多維光場調(diào)控及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究”重大項(xiàng)目指南

“粲夸克衰變中標(biāo)準(zhǔn)模型的精確檢驗(yàn)”重大項(xiàng)目指南

“基于LHAASO實(shí)驗(yàn)的粒子天體物理前沿問題研究”重大項(xiàng)目指南

“先進(jìn)核能系統(tǒng)中材料的若干協(xié)同損傷作用機(jī)理研究”重大項(xiàng)目指南

“高精度X射線反射鏡的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題”重大項(xiàng)目指南

10個重大項(xiàng)目指南關(guān)鍵內(nèi)容如下：

“超大型航天結(jié)構(gòu)空間組裝動力學(xué)與控制”重大項(xiàng)目指南

一、科學(xué)目標(biāo)

瞄準(zhǔn)超大型航天結(jié)構(gòu)的減重設(shè)計(jì)和空間組裝需求，提出滿足在軌動力學(xué)要求的組裝結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)新理論；建立空間組裝過程的“軌道-姿態(tài)-結(jié)構(gòu)”耦合動力學(xué)新模型，揭示空間組裝過程的耦合動力學(xué)演化新規(guī)律；提出空間組裝過程的“軌道-姿態(tài)-結(jié)構(gòu)”一體化穩(wěn)定控制新理論；探索解決超大型航天結(jié)構(gòu)動力學(xué)試驗(yàn)“天地一致性”問題的新方案。

二、研究內(nèi)容

（一）超大型航天結(jié)構(gòu)的輕量化和可控性設(shè)計(jì)。

（二）超大型航天結(jié)構(gòu)空間組裝過程的動力學(xué)演化。

（三）空間組裝過程軌道-姿態(tài)-結(jié)構(gòu)一體化穩(wěn)定控制。

（四）空間組裝過程動力學(xué)與控制的地面模擬試驗(yàn)。

“材料長效使役性能高通量表征的力學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)方法”重大項(xiàng)目指南

一、科學(xué)目標(biāo)

建立基于全場分析的梯度材料表征力學(xué)理論，發(fā)展多重物性宏微觀高通量測試技術(shù)，通過結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的多尺度機(jī)理研究和機(jī)器學(xué)習(xí)，構(gòu)建材料短時數(shù)據(jù)與長效使役性能之間的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對其使役壽命的精準(zhǔn)預(yù)測，應(yīng)用于具有重要戰(zhàn)略意義的高速列車車軸材料和全固態(tài)電池材料。

二、研究內(nèi)容

（一）基于梯度樣品全場分析的高通量表征力學(xué)理論。

（二）梯度樣品宏觀層次高通量表征實(shí)驗(yàn)方法。

（三）梯度樣品微觀層次高通量表征實(shí)驗(yàn)方法。

（四）機(jī)理驅(qū)動的使役行為跨時空尺度映射。

“活動星系核反饋在星系演化中的作用”重大項(xiàng)目指南

一、科學(xué)目標(biāo)

獲得不同光度活動星系核風(fēng)的觀測證據(jù)、以及風(fēng)的速度、質(zhì)量流與活動星系核光度的定量關(guān)系；將低紅移星系氣體的探測深度和中高紅移星系的光譜數(shù)量提高一個數(shù)量級，并結(jié)合數(shù)值模擬，得到在不同紅移處星系以及星系際介質(zhì)的各種性質(zhì)，特別是星系的恒星形成率、氣體含量、星系際介質(zhì)的X射線、發(fā)射和吸收線，及其與活動星系核反饋的內(nèi)在關(guān)系；發(fā)展并完成星系尺度上的高分辨率數(shù)值模擬程序，獲得不同的反饋模式分別對星系中氣體和恒星形成率的影響以及風(fēng)與輻射各自在反饋中起到的作用；將基于最真實(shí)和準(zhǔn)確的活動星系核物理，完成一組包含新模型的宇宙學(xué)數(shù)值模擬，大幅改進(jìn)目前的宇宙學(xué)尺度星系形成與演化研究。

二、研究內(nèi)容

（一）活動星系核風(fēng)的觀測研究：反饋的內(nèi)邊界條件。

（二）星系尺度上的活動星系核反饋：觀測研究。

（三）星系尺度上的活動星系核反饋：數(shù)值模擬研究。

（四）星系外大尺度上的研究：觀測約束以及宇宙學(xué)數(shù)值模擬。

“致密天體活動與爆發(fā)的寬能段時變與能譜研究”重大項(xiàng)目指南

一、科學(xué)目標(biāo)

發(fā)現(xiàn)幾百個伽馬射線暴，建立MeV能區(qū)高統(tǒng)計(jì)性的伽馬暴樣本，理解伽馬暴相對論噴流的伽馬射線輻射機(jī)制；監(jiān)測上百例引力波、高能中微子、快速射電暴等爆發(fā)現(xiàn)象，揭示它們的爆發(fā)機(jī)制以及黑洞、中子星等致密天體的并合物理過程和機(jī)制；系統(tǒng)地獲得十余個吸積中子星雙星和黑洞雙星的高能X射線時變和能譜演化特征和分類，理解黑洞周圍的吸積過程、相對論噴流的產(chǎn)生以及硬X射線輻射機(jī)制；測量約十個致密星（中子星或者黑洞）的基本參數(shù)（質(zhì)量、磁場、自轉(zhuǎn)），理解致密天體的基本性質(zhì)；開展銀道面巡天，監(jiān)視約200個X射線天體的活動，發(fā)現(xiàn)致密天體硬X射線新的活動并且開展后隨觀測證認(rèn)研究。

二、研究內(nèi)容

（一）極端天體爆發(fā)的物理機(jī)制。

（二）黑洞X射線雙星系統(tǒng)吸積與噴流過程。

（三）中子星X射線雙星系統(tǒng)吸積盤與中子星相互作用。

（四）河內(nèi)寬能段的巡天監(jiān)測和后隨觀測研究。

“基于強(qiáng)太赫茲源的聲子調(diào)控誘導(dǎo)電子新結(jié)構(gòu)與物性研究”重大項(xiàng)目指南

一、科學(xué)目標(biāo)

圍繞聲子調(diào)控誘導(dǎo)電子新結(jié)構(gòu)與新奇物性的研究目標(biāo)，在研究手段上發(fā)展必要的突破現(xiàn)有太赫茲光源性能極限的強(qiáng)場產(chǎn)生新方法，實(shí)現(xiàn)具有寬頻（整體頻譜范圍覆蓋0.1-50 THz）、強(qiáng)場（場強(qiáng)突破GV/m）、高重復(fù)頻率、頻譜連續(xù)可調(diào)等優(yōu)異特征的強(qiáng)場太赫茲光源，并通過人工微結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)太赫茲近場強(qiáng)光場微區(qū)再增強(qiáng)條件；重點(diǎn)開展強(qiáng)場下非平衡態(tài)電子的多自由度（電、熱、磁、光、谷、軌道）動力學(xué)物理過程研究，揭示光子與各量子激發(fā)在超強(qiáng)太赫茲光場范疇內(nèi)的相互作用新機(jī)理（如電子、聲子及光子復(fù)合激發(fā)機(jī)理）；探索實(shí)現(xiàn)聲子態(tài)調(diào)控的遠(yuǎn)離平衡態(tài)的新型量子態(tài)（如高溫超導(dǎo)相、拓?fù)淞孔酉?、Floquet量子態(tài)等）及化學(xué)反應(yīng)（如合成氨反應(yīng)）的遠(yuǎn)離平衡態(tài)相干操控新效應(yīng)。

二、研究內(nèi)容

（一）強(qiáng)場太赫茲源調(diào)控電子行為的理論研究。

（二）超強(qiáng)太赫茲光場構(gòu)筑及實(shí)驗(yàn)方法研究。

（三）強(qiáng)場太赫茲源對量子材料相干調(diào)控研究。

“基于鈮酸鋰薄膜的超高速多維光場調(diào)控及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究”重大項(xiàng)目指南

一、科學(xué)目標(biāo)

針對片上全域光場快速調(diào)控的需求，通過超限制備技術(shù)突破鈮酸鋰薄膜新微納結(jié)構(gòu)、少層結(jié)構(gòu)加工工藝，利用鈮酸鋰材料自身的多重特性，實(shí)現(xiàn)對光場以及部分相干光場的多維度超高速調(diào)控，實(shí)現(xiàn)對光場的強(qiáng)局域與非線性調(diào)控；發(fā)展基于電光效應(yīng)的人工微結(jié)構(gòu)光場多維調(diào)控新方法，并闡明其物理機(jī)理。從基礎(chǔ)鈮酸鋰薄膜材料微納加工技術(shù)開始，到片上集成光子器件，最后到片上光場快速調(diào)控，建立不同于現(xiàn)有光場調(diào)控的新體系。

二、研究內(nèi)容

圍繞基于鈮酸鋰薄膜的超高速多維光場調(diào)控技術(shù)，發(fā)展基于電光效應(yīng)的人工微結(jié)構(gòu)光場多維調(diào)控新機(jī)理與方法；突破現(xiàn)有微納加工技術(shù)的能力限制，開展鈮酸鋰薄膜刻蝕機(jī)理及微納芯片制造工藝研究，利用高品質(zhì)鈮酸鋰薄膜光場調(diào)控芯片實(shí)現(xiàn)超高速多維光場調(diào)控及其應(yīng)用。

（一）鈮酸鋰刻蝕機(jī)理及鈮酸鋰薄膜微納芯片制造技術(shù)。

（二）鈮酸鋰薄膜莫爾晶格結(jié)構(gòu)中光場局域及片上非線性增強(qiáng)。

（三）鈮酸鋰薄膜少層微納體系時空光場多維聯(lián)合調(diào)控。

（四）基于鈮酸鋰薄膜的光場相干性快速調(diào)控及應(yīng)用。

“粲夸克衰變中標(biāo)準(zhǔn)模型的精確檢驗(yàn)”重大項(xiàng)目指南

一、科學(xué)目標(biāo)

利用BESIII采集的海量粲強(qiáng)子樣本，特別是在3.773 GeV采集的20 fb-1的數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮近閾粲強(qiáng)子成對產(chǎn)生、背景低和量子關(guān)聯(lián)等獨(dú)特優(yōu)勢，開展中性粲介子量子關(guān)聯(lián)特性的研究，精確測量相關(guān)不同末態(tài)的平均強(qiáng)相位差和CP本征態(tài)成分比例，為CKM矩陣的相角的精確測量提供關(guān)鍵參數(shù)；精確測量CKM矩陣元和，檢驗(yàn)CKM矩陣的幺正性，探索新的CP破壞來源；精確測量粲強(qiáng)子衰變常數(shù)和半輕衰變形狀因子，與格點(diǎn)QCD理論計(jì)算值比較，刻度格點(diǎn)QCD計(jì)算，探尋超出標(biāo)準(zhǔn)模型新現(xiàn)象；系統(tǒng)地研究粲強(qiáng)子的強(qiáng)子末態(tài)衰變，研究強(qiáng)子譜學(xué)和末態(tài)相互作用，檢驗(yàn)夸克味對稱性；研究粲強(qiáng)子衰變，高精度檢驗(yàn)輕子普適性，尋找稀有或禁戒的衰變過程，精確檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型理論、尋找超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理；在理論上發(fā)展和完善非微擾能區(qū)的格點(diǎn)QCD計(jì)算和有效理論模型，理解粲強(qiáng)子弱衰變的動力學(xué)，檢驗(yàn)相關(guān)的唯象模型，提高對粲強(qiáng)子衰變中CP破壞、衰變常數(shù)和形狀因子等理論預(yù)言的精度。

二、研究內(nèi)容

（一）閾值處中性粲介子量子關(guān)聯(lián)性研究。

（二）粲強(qiáng)子的強(qiáng)子末態(tài)衰變機(jī)制研究。

（三）精確測量CKM矩陣元和粲介子衰變常數(shù)。

（四）精確測量粲介子半輕衰變形狀因子和檢驗(yàn)輕子普適性。

（五）粲強(qiáng)子衰變中探索新粒子和新相互作用。

“基于LHAASO實(shí)驗(yàn)的粒子天體物理前沿問題研究”重大項(xiàng)目指南

一、科學(xué)目標(biāo)

瞄準(zhǔn)銀河系內(nèi)1015eV宇宙線起源這一重大問題，基于LHAASO實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精確測量每個超高能伽馬射線源的輻射能譜、空間分布和時變，聯(lián)合國內(nèi)外射電、光學(xué)、X射線等設(shè)備數(shù)據(jù)完成相應(yīng)天體源的多波段觀測和分析，建立和優(yōu)化多波段輻射模型，研究帶電粒子在天體中的加速過程與輻射特征，尋找宇宙線起源和加速證據(jù)，同時基于LHAASO數(shù)據(jù)完成銀盤彌散伽馬射線、膝區(qū)宇宙線分成分能譜和宇宙線大尺度各向異性測量，建立宇宙線在銀河系內(nèi)的起源、加速和傳播的整體圖像。

二、研究內(nèi)容

（一）超高能伽馬射線源的搜尋與測量。

（二）伽馬射線源多波段多信使研究。

（三）伽馬射線源內(nèi)的粒子加速、輻射與輸運(yùn)過程的研究。

（四）星際介質(zhì)中彌散伽馬射線相關(guān)物理研究。

（五）基于宇宙線的能譜和各向異性測量研究其起源和傳播。

“先進(jìn)核能系統(tǒng)中材料的若干協(xié)同損傷作用機(jī)理研究”重大項(xiàng)目指南

一、科學(xué)目標(biāo)

瞄準(zhǔn)服役于聚變能等先進(jìn)核能的典型材料，充分利用國內(nèi)大型托克馬克、高熱負(fù)荷測試和多束離子輻照等裝置，厘清高能中子-嬗變氫氦、中子輻照-粒子流-熱負(fù)荷兩類協(xié)同損傷作用的耦合機(jī)制；闡明多種因素作用下材料遭受的協(xié)同損傷效應(yīng)的機(jī)理；建立能夠模擬上述協(xié)同損傷作用的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算模擬方法；基于計(jì)算和實(shí)驗(yàn)?zāi)M，實(shí)現(xiàn)在聚變堆等綜合服役環(huán)境下國產(chǎn)低活化鋼、氧化物彌散強(qiáng)化（ODS）鋼、鎢基合金等關(guān)鍵材料的篩選及性能評估。

二、研究內(nèi)容

（一）高能中子輻照的離位損傷與氫、氦對材料的協(xié)同損傷作用機(jī)制研究。

（二）高能中子輻照離位損傷與熱負(fù)荷、粒子流對聚變堆第一壁協(xié)同損傷的作用機(jī)制研究。

（三）多因素協(xié)同損傷效應(yīng)的長時大尺度計(jì)算模擬方法建立。

（四）聚變中子-氫-氦協(xié)同效應(yīng)的多離子束模擬實(shí)驗(yàn)方法建立。

“高精度X射線反射鏡的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題”重大項(xiàng)目指南

一、科學(xué)目標(biāo)

基于超高精度反射鏡表面形貌對相干X射線波前傳輸?shù)挠绊懀芯繂尉Ч杓{米形貌的原子級構(gòu)建規(guī)律，揭示超強(qiáng)X射線輻照下單晶硅材料和薄膜的損傷機(jī)理及力熱變形機(jī)制；建立跨尺度全頻譜納米表面形貌的在線和離線高精度表征方法，發(fā)展大尺寸超高精度反射鏡的復(fù)合加工技術(shù)和集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)相干X射線波前的在線實(shí)時操控和自適應(yīng)主動補(bǔ)償；形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的X射線高精度反射鏡的全鏈條創(chuàng)新技術(shù)體系。

二、研究內(nèi)容

（一）大尺寸復(fù)雜輪廓單晶硅納米精度表面形貌構(gòu)造規(guī)律研究。

（二）全頻譜納米形貌的綜合檢測評估方法研究。

（三）高亮度相干X射線與材料表面相互作用機(jī)制。

（四）光機(jī)集成系統(tǒng)中跨尺度表面形貌的多物理場影響規(guī)律研究。