大发app_大发app
大发app2023-01-31 16:05

静心探索重要的基础科学问题不求“短平快”70后物理学家翁红明******

  翁红明在讲解电子运输理论。

  田春璐摄

  人物简介:

  翁红明,1977年出生,现为中国科学院物理研究所凝聚态理论与材料计算实验室研究员、博士生导师。主要致力于凝聚态物理计算方法和程序的开发以及新奇量子现象的计算研究,成果入选2015年度中国科学十大进展、英国物理学会《物理世界》2015年度十大突破、美国物理学会《物理评论》系列期刊创刊125周年纪念文集等。

  在中科院物理研究所(以下简称“物理所”)的年轻人里,研究员翁红明是小有名气的一位。就在刚刚过去的2022年,他因在数学物理学领域的杰出贡献,获得第四届“科学探索奖”。

  在国际计算凝聚态物理研究领域,翁红明成果颇丰。其中最为人称道的,是他和同事们合作首次在固体中观测到外尔费米子和三重简并费米子的准粒子。这是国际上物理学研究的重要科学突破,对拓扑电子学和量子计算机等颠覆性技术的诞生具有非常重要的意义。

  自由思考、厚积薄发,真正对人类文明有所贡献

  1928年,英国物理学家保罗·狄拉克提出了描述相对论电子态的狄拉克方程。1929年,德国科学家赫尔曼·外尔指出,当质量为零时,狄拉克方程描述的是一对重叠的具有相反手性的新粒子,即外尔费米子。这种神奇的粒子带有电荷,却不具有质量,因而具有确定的手性(指一个物体不能与其镜像相重合,如我们的双手,左手与右手互成镜像,但不能重合)。

  但是80多年过去了,科学家们一直没有能够在实验中观测到外尔费米子。直到2015年1月初,中科院物理所方忠研究员带领的研究组与普林斯顿大学研究小组合作,从理论上预言了在以砷化钽为代表的一批材料中存在着外尔费米子。此后,这个理论预言经过实验得到了进一步验证。

  在研究过程中,翁红明发挥了至关重要的作用。他从发表于1965年的一篇实验文献中受到启发,并通过第一性原理计算,初步认定砷化钽晶体等同结构家族材料可能是无需进行调控的、本征的外尔半金属。这类材料能够合成,没有磁性,没有中心对称,是实验制备、检测都非常便捷的绝佳材料。

  翁红明说:“这一发现的难度在于,从众多材料中找到合适的对象犹如大海捞针,必须对外尔费米子和材料物理特性都有相当认识才行。”

  在外尔费米子被发现的一年后,翁红明和同事们又进一步“预言”:在一类具有碳化钨晶体结构的材料中存在三重简并的电子态。

  2017年6月,这个新预言被实验证实,三重简并费米子被首次观测到。这是物理所科研团队继拓扑绝缘体、量子反常霍尔效应、外尔费米子之后,在拓扑物态研究领域取得的又一次重要突破,引起国际物理学界广泛关注。

  成绩源于多年的深耕积累。翁红明很享受在物理所工作的经历:“这无关荣誉,我找到了更感兴趣、更加深入的研究领域和方向。”

  自由思考、厚积薄发,一直是翁红明喜欢的学术氛围。他所追求的不是多发表文章,而是能攀登科学高峰,真正对人类文明有所贡献。

  科研仅靠一个人或一个小组的力量是不够的

  作为理论物理学家,翁红明专攻量子材料的计算和设计。

  物理学通常分成两大类,即理论物理和实验物理。理论物理通过理论推导和公式推算得出的结论被称为“预言”,“预言”必须通过实验验证才能成为国际公认的科学事实。

  在翁红明看来,他接连获得的几次重大发现,都离不开与同事们的通力合作。这,也是他做科研一直特别重视的一点。

  “理论预言、样品制备和实验观测,这三个环节缺一个都不行。”翁红明说,“在当今科学领域细分程度非常高的情况下,科研仅靠一个人或一个小组的力量是不够的。当有重要任务目标时,我们几个小组紧密合作,在理论、样品、实验等环节实现了环环相扣、无缝对接。”

  在许多人的想象中,理论物理学家的工作,就是每天独自埋头在稿纸堆里计算推演,然后坐着冥思苦想、灵光乍现。

  但翁红明认为,计算推演的确要做,思考分析也不可少,但和同行们的交流也非常重要。他每天上班的第一件事就是查看和了解国际上最新的科研进展,然后分析、思考、计算,再把自己的想法跟同事们交流。“很多时候,我的一些想法,或者说突然的一些灵感,其实都是在思考、交流和工作过程当中产生的。”

  “发现三重简并费米子”这一成果,就源于翁红明和石友国、钱天两位同事一次喝咖啡时的思想碰撞。

  物理所的咖啡厅在学术界享有盛誉,不但因为咖啡好喝,也因为常有科研人员汇聚在此畅聊科学、各抒己见,聊着聊着,灵感经常“火花四射”。

  和大家一样,翁红明、石友国和钱天工作之余也喜欢在咖啡厅一聚。翁红明有什么新想法会第一时间告诉他俩;石友国和钱天在实验过程中有什么新发现或疑惑,也会第一时间反馈给翁红明。

  “闲聊中就能交换信息,我们的交流是完全敞开的,毫无保留地让大家知道彼此做了什么。”翁红明说。

  翁红明告诉记者,在科研道路上,自己非常珍视的成功秘诀有两个,一个是注意总结和积累,另一个就是跟别人多交流。

  “目前我努力发展基于大数据和人工智能的凝聚态物质科学研究,其实也是基于这两点考虑,因为所有人的知识积累都体现在这些数据当中。”翁红明说。

  做研究应该抓住一些更新奇、更本质的问题

  1977年,翁红明出生在江苏泰兴一户普通人家。他的父母都是农民,家里还有一个姐姐。

  初中开始,翁红明第一次接触到物理,从此便沉迷其中。“物理让我对周围的世界有了更深入的了解和认识。”翁红明说。

  兴趣是最好的老师。对物理的热爱,指引着翁红明叩开了物理科学的大门。

  1996年,翁红明参加高考。在填报志愿时,他毫不犹豫地将所有的志愿都填上了物理。最终,他如愿被南京大学物理系录取。

  南京大学的物理系在凝聚态物理领域积淀很深。翁红明在这一领域进行相关知识的学习与研究,一学就是9年,直到博士毕业。毕业后,他去了日本的东北大学金属材料研究所做博士后研究,主要研究各种材料的导电性质。

  到日本一年半后,翁红明萌生了转换研究方向的想法。

  “我想要转到计算方法和程序的发展上,这是凝聚态物理领域中一个最基础也是最具有核心竞争力的方向。”翁红明说,“如果想要在这个领域有长远发展,就要在这个方向上有一定的积累。”在他看来,静下心来探索重要的基础科学问题,要比做一些“短平快”研究更有意义。

  想归想,但真正下定决心,翁红明也经过了一番纠结。

  他坦言:“当转到一个更基础的方向,也意味着你在未来的几年甚至是更长的时间里都需要耐得住坐冷板凳。所以必须做好思想准备,去做一些积累性的工作。”

  2008年,翁红明的人生又有了一次重大转折。

  那一年,物理研究所研究员、博士生导师方忠到日本访问交流,翁红明跟他进行了深入的交谈和讨论。

  翁红明告诉记者:“他跟我介绍了当时做的一项很有意思的工作。虽然我那时并没有很深刻的理解,却受到很大的启发——做研究应该抓住一些更新奇、更本质的问题。”

  在方忠的影响下,2010年,翁红明决定回到国内,入职物理研究所,成为方忠团队的一名成员。

  翁红明说:“每个人在一生当中可能会跟很多人交往交谈,但在人生重要转折时刻能够给你启发的却不多。能有这样的机遇去跟方忠老师交流并受到启发,我觉得这是非常宝贵和幸运的。”

  在新的一年里,翁红明说自己有很多研究工作要做,尤其是如何在拓扑电子学器件研究方面取得突破,促使拓扑电子态理论变成可落地应用的技术。而这,需要跟器件和应用等方向的研究人员进行交流和讨论。

  翁红明相信,拓扑时代的黎明时分正在临近。(记者 吴月辉)

大发app

多地机场春节客流快速回升:首都机场增超两倍******

  兔飞猛进|多地机场春节客流回升:上海两机场增超七成,首都机场增超两倍

  在多重政策利好释放后的第一个春节假期,多地机场客流快速回升。

  1月28日,全国多个主要机场发布春节假期数据,据澎湃新闻记者梳理,今年春节假期上海两机场客流量同比增超七成,恢复至2019年同期的六成水平。首都机场运送旅客量同比增超2倍。白云机场均进出港旅客同比增超八成,已恢复到2019年春运的同期水平。海南海口美兰国际机场、琼海博鳌机场、三亚凤凰国际机场三大机场旅客吞吐量同比增近三成,恢复至2019年春运同期的九成水平。

  具体来看,据上海机场集团1月28日消息,1月21日至27日春节假期期间,上海浦东和虹桥机场共保障进出港航班10681架次(其中,浦东机场6404架次,虹桥机场4277架次),同比增长17.3%,恢复至2019年同期七成水平;客流量135.1万人次(其中,浦东机场74.8万人次,虹桥机场60.3万人次),同比增长74.5%,恢复至2019年同期的六成水平。

  1月20日晚,文化和旅游部发布通知,试点恢复出境跟团游。此前,中国已于1月8日起取消入境核酸检测和集中隔离、优化内地与港澳人员往来。

  国际航班方面,上海机场称,随着中国战“疫”进入新阶段,上海国际客运航班也逐步恢复,目前浦东机场国际客运航班日均约80班,同比增长1倍左右,通达全球30个国家42个国际航点。今年春节长假期间,国际航线以泰国最为热门。

  据新民晚报报道,截至1月27日,春运期间上海机场边检站累计查验出入境人员超28万人次,日均1.4万。其中1月27日出入境人员近1.9万,迎来客流峰值,约为政策调整前的4倍。春节假日七天,上海机场移民管理警察累计查验出入境人员10.5万人次,同比增长150%,查验出入境客运航班587架次,同比增长160%。

  北京机场方面,1月28日澎湃新闻记者从北京首都国际机场方面获悉,1月21日至27日春节假期首都机场共起降航班5169架次,运送旅客71万人次,较去年春节同期分别增长约64.78%、208.7%。

  据央视新闻报道,1月28日(正月初七),春节假期后首日,北京大兴国际机场计划执行航班761架次,预计旅客吞吐量11.5万人次。1月21日(除夕)至1月27日(正月初六),春节七天假期,大兴机场累计完成旅客吞吐量65.6万人次,执行航班4683架次,日均旅客吞吐量9.38万人次,日均执行航班669架次。

  据1月28日“白云机场发布”微信公众号消息,广州白云国际机场春节假期接送旅客超百万,达到102.2214万人次。其中,国内客流快速回升,日均进出港旅客14.12万人次,较2022年同比增长83.07%,已恢复到2019年春运的同期水平。1月27日白云机场迎来返穗客流最高峰,全日接送旅客17.9624万人次,再度刷新今年春运单日接送旅客纪录,显示出强劲复苏势头。预计这一回程高峰将持续至1月31日。

  在1月28日召开的广东省高质量发展大会上,澎湃新闻记者获悉,广东省机场管理集团有限公司董事长、总经理蔡治洲在大会上表示,将锚定建设世界一流机场目标,进一步优化国际航线布局,提升枢纽能级和核心竞争力。抢抓市场复苏机遇,加大市场开拓力度,确保生产恢复高于行业平均水平,白云机场力争恢复至疫情前的80%以上,其余机场力争恢复至疫情前的90%以上。

  除了北上广外,热门旅游目的地带动机场客流爆发式增长。

  1月28日,澎湃新闻记者获悉,春节假期海南岛内海口美兰国际机场、琼海博鳌机场、三亚凤凰国际机场三机场进出岛航班6683架次,旅客吞吐量109.2万人次,货邮吞吐量3018吨,同比去年同期分别增长7.2%、27.0%、0.4%,恢复至2019年春运同期的98.4%、90.9%、96.1%。

  其中,黄金周单日旅客量高峰在1月27日,岛内三场进出港旅客吞吐量超18万人次,其中,美兰机场突破9万人次、凤凰机场8.5万人次,均创疫情以来单日旅客吞吐量新高。

  整体来看,春节假期全民航运输旅客量同比增近八成。1月28日,据中国民航局网站消息,2023年1月21日至27日(农历除夕至正月初六),春节假期七天民航运输旅客900万人次,比2022年春节同期增长79.8%。春节假期七天,进出港旅客量较高的机场有广州、深圳、重庆、北京、昆明、西安、上海、杭州、成都等主要客源地和目的地城市。

  澎湃新闻记者 邵冰燕

中国网客户端

国家重点新闻网站,9语种权威发布

大发app地图