国际科学大奖花落中国 70年来首次颁发给中国籍物理学家

国际科学大奖花落中国70年来首次颁发给中国籍物理学家此次，薛其坤和美国哈佛大学教授AshvinVishwanath共同凭借“对具有拓扑能带结构的材料的集体电子性质的开创性理论和实验研究获奖。量子反常霍尔效应是凝聚态物理中的一个重要量子效应。长期以来，使其“现身”并实现实验观测难度极大，是无数研究者奋力追寻而不得的科学目标。2012年底，在克服了一道又一道难关后，薛其坤和团队终于成功地在实验上观测到了量子反常霍尔效应，成为“世界首次”！量子反常霍尔效应的实验发现的最终测量样品和数据...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392113.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1392113.htm

考研物理39分的他斩获凝聚态物理最高奖 70年来首位中国籍

考研物理39分的他斩获凝聚态物理最高奖70年来首位中国籍具体来说，他带领团队首次在拓扑绝缘体中观测到了量子反常霍尔效应。这是一种无需强磁场便可实现的无能量损耗的电子运动。要知道，自1880年美国物理学家霍尔发现反常霍尔效应后的133年来，无人能在实验中独立观测到反常霍尔效应的量子化。△图源：清华大学官网这项研究于2013年正式发表于Science，杨振宁曾评价该成果为“诺贝尔奖级别的发现”，学界称其为“凝聚态物理界一项里程碑式的工作”。薛院士也凭借这项发现，接连斩获有着“中国诺奖”之称的未来科学大奖、国家自然科学领域最高奖项国家自然科学一等奖、低温物理领域最高奖项菲列兹·伦敦奖等众多奖项。然鹅，很多人不知道的是，即便是这样一位功勋赫赫的科学家也走过一段“学渣”的逆袭之路。他曾考研3次才上了中科大，第一次数学考了39分，第二次物理考了39分；之后读博也读了7年的时间。与很多“天才”不同，陪伴薛院士这一路的，是无数个“7-11”的日子（7点前进实验室，晚上11点才出来）。薛院士的更多逆袭经历以及研究成果我们接着往下看。“学渣”的逆袭薛其坤1962年生人，老家在山东沂蒙山区，打懂事儿起他就有一个“走出大山”的目标。那时生活条件艰苦，有时饭都吃不饱，薛其坤经常一边上学一边还要干农活。寒窗苦读三年，他终于在自己的努力和全家人的支持下，考上了山东大学。本科毕业后，薛其坤被分配到曲阜师范大学任教。但他的志向远不在此，真正的梦想是当一名科学家。于是他边工作又着手准备考研，过程却并不顺利。考研第一年数学仅考了39分；第二年自认为最擅长的物理掉了链子，竟也只考了39分。当时薛其坤已成家，也有着比较体面的工作，身边亲人朋友都劝他要不就放弃吧，但他还是坚持要三战。皇天不负有心人，第三年他终于考入了中国科学院物理研究所，学的是凝聚态物理专业。考上了研究生薛其坤也没有多轻松，课题研究了好几年，却始终拿不出一个像样的数据写论文。但好在最后还是拿到了硕士学位。为了梦想薛其坤又继续留在中科院读博，一读就是7年。这当中，他还有一段前往日本东北大学学习的经历，这在他本人看来是“人生中最艰难的阶段”。薛其坤当时的导师樱井利夫教授对学生们极为严格，要求实验室的每个人都要遵守“7-11”铁律，也就是早上7点前到实验室，晚上11点才能离开。并且由于语言不通，薛其坤一开始听不懂导师的要求，没少受罚受批评。有一次导师就罚他在三天内把数万颗螺丝钉分类摆放整齐。在实验室中，薛其坤一直属于一个边缘人物。直到一年半以后，他的研究取得了一项重大突破，这也是樱井利夫实验室近30年最具突破性的研究成果。薛其坤这才终于获得了导师的认可，逆袭之路也就此打开。1997年，薛其坤35岁，成为美国北卡罗莱纳州立大学访问助理教授，获得国家杰出青年基金，之后回国在中科院工作。2005年，薛其坤当选中国科学院院士，成为最年轻的院士之一，同年进入清华任教。他也从“7-11”学生变成了“7-11”教授、“7-11”院士，学生们纷纷效仿，甚至比他更勤奋。2013年薛其坤带队攻克了一项世界难题，就此迎来人生高光时刻。这项研究成果也为薛其坤带来了这次的巴克利奖。从霍尔效应到高温超导这次巴克利奖，颁奖理由为“对反映其能带结构拓扑方面的材料集体电子特性进行了突破性的理论和实验研究。”获奖成果更广为人知的名字是“量子反常霍尔效应”，提出了微观世界电子运动的新规律。不仅已写入教科书，甚至在物理学史上都拥有一席之地。霍尔效应早在1879年就被物理学家埃德温·霍尔（EdwinHall）意外发现。具体来说，是导体被施加垂直于电流方向的磁场时会在横向产生电压差。这种效应和传统的电磁感应完全不同，利用霍尔效应制作的霍尔器件已广泛应用到半导体等领域。量子霍尔效应的突破则要到100年后，发现当载流子被限制在一个二维平面内运动时，在一定的外加磁场下，霍尔电阻变成了精准的常数。而量子反常霍尔效应，则要再增加一个“没有外加磁场”的条件。1988年，理论物理学家预言了这种状态能够存在，但在实验中真正观测到它成了世界级难题。突破口出现在2006年，斯坦福教授张首晟领导的团队预言了一种有希望的材料“拓扑绝缘体”。张与薛年龄相仿，学术上也一直保持交流。2008年开始，薛其坤团队开始挑战量子反常霍尔效应的实验，用4年时间制备了上千种材料后终于在2012年成功。2013年，团队的重磅成果发表在Science上。在央视采访中，杨振宁评价这项研究为“量子反常霍尔效应是从中国实验室里第一次做出了诺贝尔奖级别的物理学成绩，不仅是科学界的喜事，也是整个国家的喜事”。薛期坤曾谈到，它的难不光是实验条件非常科科，也在目标不确定的攻关时间长达四年，能在三四年的时间坚持聚焦一个实验吗？其实最初薛期坤团队的数据公布时，也曾遭到质疑。直到一年后，有其他团队复现出相同的实验结果才得到认可。结果这项成果不仅被写入教科书，也带动了相关领域工作的关注和发展。在薛其坤团队的成果之后，2018年复旦团队首次在三维空间中发现量子霍尔效应，2019年中科大、南科大团队首次实验验证三维量子霍尔效应。2020年，北理工与国际合作团队首次在室温下观测到量子霍尔效应。而在这期间，薛其坤的研究方向又多高温超导，而且挑战主流观点。2012年，团队提出一种新的体系“界面高温超导”，与主流共识的各向异性对称相悖，提出在非常简单的体系中发现高温超导现象是各向同性对称的结果在这之后多年时间，团队与当年一样，又制备了上千个实验材料“具有原子级平整界面的高质量约瑟夫森结”。终于在2021年发表新研究，提出铜氧化物高温超导的对称性是球形状态薛其坤目前担任南方科技大学校长一职，除了继续科研攻关之外，也积极推动一些“大学Plus的尝试”。让更多教授们专注于0到1的突破，并致力于通过获得政府和周边地区的支持，推动一些具有从0到1突破意义的科研成果转化、落地。”关于这一点，他经常举的例子是大家都在用的手机触摸屏。电阻电容的原理在几百年前已有发现，但直到近几年才用到手机的触摸屏上，给人们的生活带来了阶段性的改变。而揭开高温超导的谜底，设计出高温超导材料从而对全人类做出贡献，是薛其坤最大的期待。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392583.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1392583.htm

2023年诺贝尔物理学奖揭晓 由美、德、瑞典三位物理学家分享

2023年诺贝尔物理学奖揭晓由美、德、瑞典三位物理学家分享图片来源：诺贝尔奖委员会官网【近几年诺贝尔物理学奖得主名单】2022年，诺贝尔物理学奖授予法国物理学家阿兰·阿斯佩（AlainAspect）、美国理论和实验物理学家约翰·弗朗西斯·克劳泽（JohnF.Clauser）和奥地利科学家安东·塞林格（AntonZeilinger），以表彰他们在量子信息科学研究方面作出的贡献。2021年，因对我们理解复杂物理系统作出了开创性贡献，日裔美籍科学家真锅淑郎（SyukuroManabe）和德国科学家克劳斯·哈塞尔曼KlausHasselmann），与意大利科学家乔治·帕里西（GiorgioParisi），分享了2021年诺贝尔物理学奖。2020年，英国科学家罗杰·彭罗斯（RogerPenrose）因证明黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果，德国科学家赖因哈德·根策尔（ReinhardGenzel）和美国科学家安德烈娅·盖兹（AndreaGhez）因在银河系中央发现超大质量天体，他们分享了2020年诺贝尔物理学奖。2019年，因在我们理解宇宙演化和地球在宇宙中位置的贡献，美国科学家詹姆斯·皮布尔斯和来自瑞士的科学家米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹，被授予2019年诺贝尔物理学奖。2018年，因在激光物理学领域的突破性发明，发明光镊的美国贝尔实验室科学家阿瑟·阿什金（ArthurAshkin），与发明啁啾脉冲放大技术（CPA）的法国巴黎综合理工学院科学家热拉尔·穆鲁（GérardMourou）和加拿大滑铁卢大学科学家唐娜·斯特里克兰（DonnaStrickland），被授予2018年诺贝尔物理学奖。2017年，因对LIGO探测器（激光干涉引力波天文台）和引力波探测的决定性贡献，美国科学家雷纳·韦斯、巴里·巴里什和基普·索恩被授予2017年诺贝尔物理学奖。2016年，因在拓扑相变和物质拓扑相方面的理论发现，均出生在英国、任职于美国三所不同大学的科学家大卫·索利斯、邓肯·霍尔丹、迈克尔·科斯特利茨被授予2016年诺贝尔物理学奖。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387805.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387805.htm

李德仁、薛其坤，获国家最高科学技术奖

李德仁、薛其坤，获国家最高科学技术奖2023年度国家最高科学技术奖6月24日在京揭晓，李德仁院士、薛其坤院士获得中国科技界崇高荣誉。李德仁是著名的摄影测量与遥感学家，一直致力于提升中国测绘遥感对地观测水平。他攻克卫星遥感全球高精度定位及测图核心技术，解决了遥感卫星影像高精度处理的系列难题。薛其坤是凝聚态物理领域著名科学家，取得多项引领性的重要科学突破。他率领团队首次实验观测到量子反常霍尔效应，在国际上产生重大学术影响。关注频道@ZaiHuaPd频道爆料@ZaiHuabot

李德仁、薛其坤获2023年度国家最高科学技术奖

李德仁、薛其坤获2023年度国家最高科学技术奖全国科技大会、国家科学技术奖励大会，和两院院士大会，在北京召开，其中中国科技界最高荣誉，2023年度的国家最高科学技术奖，由武汉大学的李德仁，和清华大学的薛其坤获得。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席大会颁奖予得奖者，并发表重要讲话。85岁的李德仁，是摄影测量与遥感学家，一直致力于提升国家测绘遥感对地观测水平。61岁的薛其坤，是凝聚态物理学家，曾带领团队首次在实验上观测到量子反常霍尔效应，是新中国成立以来国家基础研究领域科学家发现的最重要科学效应之一。2024-06-2417:28:30(1)

物理学家成功连接了两个量子物理学的子领域

物理学家成功连接了两个量子物理学的子领域莱斯大学的物理学家已经证明，量子计算所高度追求的不可变拓扑态可以与某些材料中其他可操纵的量子态纠缠在一起。“我们发现令人惊讶的事情是，在一种特殊的晶格中，电子被困住，d原子轨道中电子的强耦合行为实际上就像一些重费米子的f轨道系统一样，”《科学进展》相关研究报告的作者说。这一意想不到的发现为凝聚态物理学的子领域之间架起了一座桥梁，这些子领域专注于量子材料的不同涌现特性。例如，在拓扑材料中，量子纠缠模式产生“受保护的”、不可变的状态，可用于量子计算和自旋电子学。在强关联材料中，数十亿个电子的纠缠会产生非常规超导性和量子自旋液体中持续磁涨落等行为。在这项研究中，斯奇苗和合著者胡浩宇（他的研究小组的前研究生）建立并测试了一个量子模型，以探索“受挫”晶格排列中的电子耦合，就像在具有“平带”特征的金属和半金属中发现的电子耦合，表明电子被卡住并且强相关效应被放大。斯奇苗是莱斯大学物理和天文学HarryC.和OlgaK.Wiess教授，也是莱斯大学量子材料中心主任。图片来源：JeffFitlow/莱斯大学这项研究是斯奇苗持续努力的一部分，他于7月获得了美国国防部著名的万尼瓦尔·布什教员奖学金，以验证控制物质拓扑状态的理论框架。在这项研究中，斯奇苗和胡浩宇表明，来自d原子轨道的电子可以成为晶格中多个原子共享的更大分子轨道的一部分。研究还表明，分子轨道中的电子可能与其他受挫电子纠缠在一起，产生强相关效应，这对于多年来研究重费米子材料的Si来说非常熟悉。“这些完全是d电子系统，”斯奇苗说。“在d电子世界中，就像有一条多车道的高速公路。在f电子世界中，您可以认为电子在两层中移动。一种就像d电子高速公路，另一种就像土路，移动速度非常慢。”Si表示，f电子系统拥有非常清晰的强相关物理例子，但它们并不适合日常使用。“这条土路距离高速公路太远了，”他说。“高速公路的影响非常小，这意味着微小的能量尺度和非常低的物理温度。这意味着需要达到10开尔文左右的温度才能看到耦合的效果。在d电子世界中情况并非如此。在多车道高速公路上，事物之间的耦合非常有效。”即使频带平坦，耦合效率仍然存在。斯将其比作高速公路的一条车道变得像f电子土路一样低效且缓慢。“即使它已经变成了土路，它仍然与其他车道共享地位，因为它们都来自d轨道，”斯说。“它实际上是一条土路，但它的耦合性更强，这转化为更高温度下的物理现象。这意味着我可以拥有所有基于f电子的精致物理学，为此我拥有明确定义的模型和多年研究的大量直觉，但我不必达到10开尔文，而是可以工作例如，200开尔文，甚至可能是300开尔文，或室温。因此，从功能角度来看，它非常有前途。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389679.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1389679.htm