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薛其坤与他的量子世界

来源:新华网络电视 2015-6-1 王普 谢晗

  浸于量子世界十余载,他既探索如何同量子世界交流,又保持同外界、学界的对话;他说,实验室生活与其说是刻苦,不如说是忘我;当中国科学院院士、清华大学副校长等光环笼罩着他,他更习惯学生叫他“薛老师”;他说,科学发现没有第二,需要争分夺秒,没有退路……他就是与时间赛跑的物理学家、量子反常霍尔效应的发现者薛其坤。

  2013年3月15日,《科学》杂志发表了一项震惊物理学界的成果——薛其坤领衔的团队在实验中首次发现量子反常霍尔效应。薛其坤打了个比方:普通状态下的电子运动轨迹是无序的,时有碰撞。量子霍尔效应里的电子,在外加磁场的情况下,运动在“高速公路”上,分道行驶。薛其坤团队的科研成果解决了外加磁场在实际应用中“价格昂贵”“体积庞大”“不适于便携式电子设备”这一难题。

  中国科学院院士 薛其坤:这个实验需要团队的共同攻关才能完成,因为量子反常霍尔效应的实现,第一个需要高质量的材料制备;第二点在材料制备的基础上,对材料的电子结构、原子结构进行精确的表征,最后还要在这个基础上制出一个器件来,进行霍尔测量。

  有人说,如果没有“同时间赛跑”的执着,就没有这项科研成果。早上7点进实验室,晚11点才离开,这样的作息时间,薛其坤已经坚持了20多年。几乎所有认识薛其坤的人都知道他“7-11”式的生活轨迹。而他忘我的勤奋也感染了团队中的每一个人。

  作为薛其坤的学生,欧云波也参与到实验团队中来,他所负责的是整个实验的第一步,制作基底。起初,基底的制作成功率不到50%。为了保证试验进度,欧云波几乎将全部时间扑在了改进试验方法上。经过一段时间不分昼夜的努力,成功率最终达到现在的70%。

  科研团队成员 欧云波:我从他身上学到的,最重要的我觉得应该是勤奋,就是我觉得这是最重要的一个,一个人可以智力不是非常超群,但是你的勤奋是一定要有的。

  通过4年多的团队刻苦合作,量子反常霍尔效应终于在清华大学的实验室里得到了验证。经过短暂的喜悦,薛其坤意识到实验的成功意味着更艰巨的挑战:由于反常量子霍尔效应目前只能在零下270多度的实验环境中出现,很难转变为实际应用。要突破这一困境,还要有更多的人投入更艰辛的努力。

  中国科学院院士 薛其坤:这意味着我们的材料还有可以提升的空间,还可以把它做得更加绝缘。如果能做得更加绝缘,那我们观察量子反常霍尔效应的温度会提高,当然,我们的最终目标是在室温下能观察到量子反常霍尔效应,这样的话量子反常霍尔效应不但科学上的意义实现了,另外我们将大大改变现在的信息社会,像手机、像笔记本电脑芯片的发热问题,这将带来很大的技术革命。

  “为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”面对著名的“钱学森之问”,薛其坤已经有了自己的答案。改革开放后,中国的教育、科研工作已经有一代人为之付出了努力。过去的几十年,国家为越来越多的科学家提供良好的科研环境,更多的基础投入,师生队伍的质量稳固提高。只要国家良好的形势保持下去,“钱学森之问”破解的时间就不会太远。

  视频地址:http://news.cncnews.cn/2015-06-01/124266059.html

 

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2015-06-01 16:11:37]
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