你有这个发现能力,你才有可能发现我们期待发现的这种奇异的脉冲星。
1999年9月18日,雄伟壮观的人民大会堂迎来了一场盛大的科技专家大会。来自全国各地的优秀人才在这里挥洒汗水,凭借着常人难以想象的开创和拼搏精神,于1956年7月19日试制成功中国第一架喷气式歼击机,即歼-5飞机
如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的来源,并自负版权等法律责任。气象专家提醒,随着冷空气持续南下,中东部大部地区气温将持续走低,请公众加强重视并做好御寒准备,取暖时注意用气用电用火安全,有关部门要做好供暖、供电、供水、供气等保障工作。有外出计划的公众请警惕大风、降温、雨雪等天气对出行的不利影响。过程最低气温出现在25日早上,最低气温0℃线将位于云南东部、贵州南部至华南北部一线。如南京、杭州25日最低气温分别仅有-7℃和-4℃,滴水成冰,湿寒的感受也更加突出。
今天华北、黄淮、江淮、江南北部最高气温将迎来本次过程最低点,如郑州、上海,今天的最高气温分别是-2℃、0℃,将是入冬后最高气温首次降到冰点或以下。中央气象台预计,今天,新疆北疆北部和南疆西部山区、西藏西部、青海西部、山东半岛等地部分地区有小到中雪或雨夹雪,其中西藏西南部局地有大到暴雪。项目组成员、清华大学物理系教授周树云说,这些过程的研究还处于早期阶段。
过去,我们对低维量子物质的探索就像盲人摸象,现在我们可以对低维量子物质的不同物理性质进行多方面研究,最终给出一个相对完整的画像。他还凭借这些成绩,拿到了清华大学博士研究生特等奖学金,这是作为清华学子的最高荣誉之一。周树云说,不管是老师还是学生,在这个过程中都获益匪浅。我们在这个过程中遇到的一个突出问题,就是科学仪器自主化程度不够,特别是高端仪器比较依赖进口。
这个项目汇集了清华大学和中科院武汉物理与数学研究所的至少5个独立课题组。我们在研发过程中,需要产生能量连续可调的深紫外探测光源,而且是一个在时间上非常窄的超短脉冲,脉冲的宽度要小于100飞秒。
薛老师带领我们研制的仪器设备,对相关前沿科学问题的探索非常重要。但这个数值总在一百零几上徘徊,并没有真正进入100飞秒以内。后来在老师的建议下,他从根本的物理原理出发,把每个细节都做到极致,最终成功找到了信号,拍出了第一段电子结构在万亿分之一秒时间尺度上的动态电影。低维量子物质是目前物理学研究内容最丰富的领域之一,也是凝聚态物理当前最重要的课题之一。
这些体系展现了自然界中最神奇的量子态。而且,达到这个水平,测量效果还不错。比如在寻找转瞬即逝的超快电子信号时,需要调节两束飞秒激光不仅在空间上实现微米级精度的完美重合,还要同时保证它们在万亿分之一秒的超快时间尺度上重合,非常具有挑战性。鲍昌华尝试了很久,一直无法找到这一信号。
薛其坤说,专家组中的一些成员,平时也是关系很好的同行和朋友,但在这个时候,他们铁面无私、严格要求,敦促我们在技术上实现了飞跃和突破。不同领域的科学家相互协作,产生了非常好的交流碰撞。
按照原计划,应该在2019年12月结项,但他们又延期了近2年。其实,早在项目进行到第4年的时候,他们的工作成果就已经很接近目标了。
但此时,基金委的监理专家组却坚持必须达到100飞秒以内。目前在清华大学物理系做博士后的鲍昌华,曾经在项目核心问题的解决中作出重要贡献。在此之前,国际上并没有类似的能够全面测量低维量子物质物理性质的系统。对这个领域的深入探索,将直接推动信息和能源等技术的发展和变革。而且,在这样的项目组织下,不同团队、不同领域的人才能够更有效地联合在一起,协同攻坚克难,这也是一种新的范式。要想实现零的突破,就只能摸着石头过河。
依托国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目,研究团队将原子尺度上精确控制低维材料生长的技术与高灵敏实验探测技术结合,发展出了原位研究低维量子物质动力学行为的精密尖端实验技术。既打造成果也培育人才 国家重大科研仪器的研制不仅需要前沿的理论知识、精湛的技术水平,还需要不同团队之间密切的协作。
当时几位老师感觉,这个数字基本已经到头了,再往前突破的余地并不是很大。这个项目贯穿了我整个博士阶段的学习和成长,对我来说具有非常重要的意义。
项目组供图 ■本报记者 李晨阳 实习生 卜金婷 这就好像一艘航空母舰,把研究低维量子物质需要的各种技术和设备集成在一个平台上。▲薛其坤(左一)与学生讨论仪器项目实验数据。
国家重大科研仪器研制项目支持的这种联合攻关机制,更好地磨炼了科研人员的本领,锻造了他们直面挑战的精神。在这种高标准、严要求下,周树云等人迎难而上,超额完成任务,最后达到了惊人的84飞秒以内。国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目,支持高端科研仪器研发,这本身就是科研范式变革中的应有之义。第二,我们现在有很多想法,除了自己的团队利用好这些设备器材外,我们乐于与其他个人、单位甚至国外同行,针对一些重大科学问题开展合作。
对这个领域的探索,很有可能推动信息、清洁能源、电力和精密测量等技术的重大革新。我们当前的使命是努力实现高水平科技自立自强。
在项目研制中,他曾遇到很多困难。《中国科学报》:未来对于综合实验平台的应用与推广,团队有什么计划与期待? 薛其坤:第一,按照国家、基金委的要求,只要是省级单位、兄弟级部门需要的某些技术,我们会在国家允许的知识产权范围内,毫无保留地服务国家其他部门、单位和个人。
这对技术手段提出了极高的要求。作为一个航空母舰式的平台,低维量子物质非平衡态物理性质原位综合实验研究平台将超高真空极低温强磁场原位输运测量技术、超高真空低温原位局域电势测量技术、低温原位微波阻抗显微镜、原位微区和时间分辨角分辨光电子能谱技术等集合在一起,在每个维度上都保证了世界领先的测量精度,达成了全而精的目标。
此前,人们对电子结构的拍照测量大多是静态的。迎难而上 不打折扣 这个项目于2015年1月立项,执行期5年。这个项目的很多关键技术指标都处于国际领先水平,对我们每个人来说,都是很大的挑战,也是成长的机遇。然而,这类体系的研究中除了需要精密的实验手段外,更加棘手的是,它们在物理上可以简化至厚度为1到几个原子层/单位原胞的准二维体系,几乎无法在空气环境下直接进行研究。
近年来,在国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目的支持下,薛其坤带领团队以解决重大科学问题为目标,发展相应的精密实验技术,打造了世界上第一个低维量子物质非平衡态物理性质原位综合实验研究平台,为相关领域的研究打开了新局面。可见基金委设立的监理专家组,从科学和技术上给予指导和监督是非常有必要的。
就像从照片到视频的飞跃。其中一个关键难题,是把对材料物理性质的控制和探索进一步拓展到皮秒甚至飞秒的超快时间领域。
薛其坤说,在这个过程中,我们不仅打造出了世界上唯一的实验平台,也培养出了一批优秀的年轻科研工作者。这个时候,一些畏难情绪和差不多心态出现了。