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来源:彩合网规则2024-08-31 17:48

  

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)

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(新春走基层)内蒙古乡村振兴见闻:村强民富产业兴******

  中新网呼和浩特1月12日电 题:内蒙古乡村振兴见闻:村强民富产业兴

  中新网记者 张林虎

  过去10年,从脱贫攻坚到乡村振兴,内蒙古自治区农村牧区面貌发生了翻天覆地的变化;从特色种养殖到“北果南卖”新思路,一幅农村美、农民富、产业兴的乡村振兴画卷在祖国北疆徐徐展开。

  农村美:乡村要振兴

  “新盖的羊圈不仅宽敞,还有接羔保育房,隔着玻璃就能看到每只羊的待产情况,冬天也不怕冻了。”12日,内蒙古乌兰察布市四子王旗忽鸡图乡麻黄洼村村民苏补云说。

  四子王旗位于我国正北方,北与蒙古国接壤,国境线全长104公里,总面积2.55万平方公里,是典型的地广人稀地区。

图为养殖户正在为羊添加草料。 李宁 摄图为养殖户正在为羊添加草料。 李宁 摄

  2022年,作为四子王旗乡村振兴示范村,麻黄洼村使用京蒙协作资金800万,建成了杜蒙肉羊育种联合体标准化繁育小区。

  麻黄洼村党支部书记王俊平向中新网记者介绍,这个小区占地128亩,建设高标准羊舍36座,每座均配套青贮窖、储草棚、接羔保育房、储粪池等基础设施,集中回收羊粪生产有机肥,实现人居与牲畜饲养分开、生产区与生活区分离。

  苏补云一直以养羊为生,随着人畜分离养殖小区的建成,他家的羊都乔迁了“新居”。“统一养殖、防疫、饲草料、回收,这种模式减轻了劳动强度,也增加了收入。”

  如今的麻黄洼村,不仅有产业富民的“气质”,更有景美宜居的“颜值”。

  据了解,2022年四子王旗共落实京蒙协作资金5659.5万元,实施乡村振兴示范村建设项目17个,目前已完成16个。

  忽鸡图乡党委书记张文杰表示,明年要稳步扩大养殖规模,户均养殖基础母羊由30只扩大到60只,户均年纯收入由现在的5万元提高到10万元。“同时辐射带动本村其他农户和周边其他村农户加入养殖序列,增加养殖收入。”张文杰说。

  农业强:产业现代化

  在距离麻黄洼村1000公里之外的通辽市开鲁县义和沙拉村,米学娇正在指挥搬运工往冷藏车上搬运鸡心果。

  “今天这车货是发往广州的。到现在为止,今年的销量已达到50余万斤,我们的鸡心果果香浓郁、口感甜脆,在南方销售得特别好。”米学娇说,因为有了冷库,实现了果品反季销售,效益也特别好。

  米学娇夫妇从事彩钢门窗生意多年,随着家乡林果产业的发展,夫妻俩便有了“北果南卖”的想法。巧的是,村里当时正在争取冷藏库建设项目。

  义和沙拉村党支部书记宫佳军介绍,村里有果树3800亩,其中2000亩正处盛果期。为延长果品上市时间、增加果农收入,村党支部领办的合作社与米学娇夫妇共同出资建设冷藏库。

  2022年秋天,冷藏库投入使用,并高于市场价优先收购本村当季果品,收益按投资比例分成。

  “每斤果能多卖约1元钱,果农每亩地能多收入400多元钱,村集体每年也能增收5万元。”宫佳军说,冷库的建成,让村里80多户果农销路不愁、增收无忧。

  “我家有30多亩林地,栽的全都是鸡心果。外地客商收购价为每斤3.5元,我们村的冷库是每斤4.5元,而且不分等级,全都要。”在果农宫远辉看来,村委会通过发挥党支部的火车头作用和能人的示范带头作用,对果品进行“冷处理”,带来果农与村集体双增收的“热效应”。

资料图。图为鸡心果收购现场。 胡建华 摄资料图。图为鸡心果收购现场。 胡建华 摄

  农民富:生活有奔头

  从精准扶贫户到致富带头人,5年时间,巴彦淖尔市乌拉特前旗永福村农民李锦的生活发生了日新月异的变化。

  李锦原本的生活并不差,后来却因病致贫,2016年被列为精准贫困户。他靠着产业扶贫资金,买了一头成年奶牛开始发展养殖业。

  清扫牛槽、加水喂草、整理圈舍……李锦每天都在牛圈里忙碌着。

  好政策加上勤劳的双手,让李锦牛场的规模迅速扩大,他也摇身一变,从一头牛的小养殖户,变成了家庭牧场主。2019年,李锦的家庭牧场年收入近30万元。

图为米学娇(右)指挥果品出库。 胡建华 摄图为米学娇(右)指挥果品出库。 胡建华 摄

  “脱贫要靠自己,要靠辛苦的劳动,不能有等靠要的思想,否则一辈子也富不起来。”这句话成了李锦的口头禅。

  产业扶贫政策让李锦过上了好日子。他感恩党的扶贫政策,也感谢乡亲们的帮助和支持,自己脱贫后,把学到的养殖知识和积累的经验,向村民们倾囊相授,带动当地村民发展养牛。

  “现在牛场实现了自繁自育,全村有200多户村民跟着我一起发展养殖业,打算将来慢慢把种群扩大,致富增收不是梦。”李锦说。(完)

                                                                                                                                                (文图:赵筱尘 巫邓炎)

                                                                                                                                              [责编:天天中]
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