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70年來首位,這項(xiàng)國際科學(xué)大獎(jiǎng)花落中國

發(fā)布時(shí)間:2023-10-24 作者:黃思南 來源:清華大學(xué)

北京時(shí)間2023年10月24日,美國物理學(xué)會(huì)(American Physical Society)宣布中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授南方科技大學(xué)校長薛其坤獲得2024年度的巴克利獎(jiǎng)(2024 Oliver E. Buckley Condensed Matter Physics Prize),這是該獎(jiǎng)自1953年首次授獎(jiǎng)以來首次頒發(fā)給中國籍物理學(xué)家。

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巴克利獎(jiǎng)被公認(rèn)為是國際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的最高獎(jiǎng),旨在表彰在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域作出卓越貢獻(xiàn)的科學(xué)家。

薛其坤和美國哈佛大學(xué)教授Ashvin Vishwanath共同憑借“對(duì)具有拓?fù)淠軒ЫY(jié)構(gòu)的材料的集體電子性質(zhì)的開創(chuàng)性理論和實(shí)驗(yàn)研究(groundbreaking theoretical and experimental studies on the collective electronic properties of materials that reflect topological aspects of their band structure)”獲獎(jiǎng)。

憑借拓?fù)浣^緣體研究和在拓?fù)浣^緣體中發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)的創(chuàng)新突破,薛其坤成為巴克利獎(jiǎng)授獎(jiǎng)70年來首位中國籍的獲獎(jiǎng)?wù)摺?/span>

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攀更高峰 創(chuàng)“里程碑”

巴克利獎(jiǎng)的授予,是國際物理學(xué)界對(duì)薛其坤和他所率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)多年來在拓?fù)浣^緣體及量子反?;魻栃?yīng)相關(guān)領(lǐng)域持續(xù)深耕、銳意創(chuàng)新,并取得不凡成果的進(jìn)一步高度認(rèn)可。

中國基礎(chǔ)科學(xué)研究所取得的重大進(jìn)步、中國科學(xué)家所作出的具有重大突破意義的研究成果,已然踏入世界舞臺(tái)中央,在科學(xué)發(fā)展的“第一梯隊(duì)”大放異彩。

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量子反?;魻栃?yīng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最終測量樣品和數(shù)據(jù)

量子反常霍爾效應(yīng)是凝聚態(tài)物理中的一個(gè)重要量子效應(yīng)。長期以來,使其“現(xiàn)身”并實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)觀測難度極大,是無數(shù)研究者奮力追尋而不得的科學(xué)目標(biāo)。

2009年起,薛其坤聯(lián)合來自清華大學(xué)物理系、中國科學(xué)院物理研究所、美國斯坦福大學(xué)的多個(gè)研究組,組成攻關(guān)團(tuán)隊(duì),一起從拓?fù)浣^緣體研究方向嘗試攀登這座科學(xué)高峰。

2012年底,在克服了一道又一道難關(guān)后,薛其坤和團(tuán)隊(duì)終于成功地在實(shí)驗(yàn)上觀測到了量子反?;魻栃?yīng),成為“世界首次”!

該成果于2013年3月在美國《科學(xué)》(Science)雜志發(fā)表,審稿人予以高度評(píng)價(jià),稱之為“凝聚態(tài)物理界一項(xiàng)里程碑式的工作”。

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薛其坤與研究團(tuán)隊(duì)部分成員

這一中國科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)上獨(dú)立觀測到的重要物理現(xiàn)象,被視為全球基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的重要科學(xué)發(fā)現(xiàn),是世界物理學(xué)界最為重要的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展之一,為后續(xù)國際凝聚態(tài)物理研究引領(lǐng)了新的方向。

近年,國內(nèi)外多支研究團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上取得了新的突破,中國智慧的光芒在人類科學(xué)發(fā)展的歷程之中靜靜閃耀。

而在應(yīng)用領(lǐng)域,量子反?;魻栃?yīng)及其無耗散邊緣態(tài),又將可能在未來被用于發(fā)展新一代的低能耗電子學(xué)器件,解決一系列瓶頸問題。

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薛其坤與研究團(tuán)隊(duì)學(xué)生交流

登上一座高峰,只是下一段攻關(guān)跋涉的開始。過去十年間,薛其坤和研究團(tuán)隊(duì)對(duì)物質(zhì)世界的探索從未停止,他們不斷嘗試提高觀測溫度、積極尋找新材料并取得了重要進(jìn)展,同時(shí)將推動(dòng)實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域作為目標(biāo),力求助力國家信息技術(shù)革新。

“成果的取得,得益于改革開放以來國家科技實(shí)力的持續(xù)壯大和基礎(chǔ)科學(xué)研究的長期深厚積累。這一榮譽(yù),屬于團(tuán)隊(duì)當(dāng)中的每一位研究者,更屬于國家。”薛其坤堅(jiān)信,我國會(huì)有越來越多引領(lǐng)國際發(fā)展的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和成果涌現(xiàn)。

立自強(qiáng)志 逐“中國夢”

薛其坤有過很多“稱號(hào)”——

他是2016年未來科學(xué)大獎(jiǎng)“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”、2020年度菲列茲·倫敦獎(jiǎng)等世界級(jí)科學(xué)大獎(jiǎng)的獲得者

他曾在接受媒體采訪時(shí)謙遜地自比為“一艘從沂蒙山區(qū)駛出的小船”,也曾因從早上7點(diǎn)開始即在實(shí)驗(yàn)室埋首工作,晚上11點(diǎn)方才離開而被稱為“7-11先生”。

如今,薛其坤更是身兼科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、行政事務(wù)等多項(xiàng)職務(wù),一天的工作時(shí)間要比昔日的“7-11”更長。但其中始終沒有改變的,是他在科學(xué)研究中探究謎題、滿足好奇所獲得的精神享受與純粹幸福。

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薛其坤在清華大學(xué)物理系辦公

拓?fù)淞孔游锢碇?,清華大學(xué)物理系的另一個(gè)重要研究方向是高溫超導(dǎo)

超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)領(lǐng)域同樣受到百余年來數(shù)代物理學(xué)家的持續(xù)關(guān)注,其研究推動(dòng)了人類對(duì)自然界特別是電阻傳輸方面規(guī)律的深刻理解,但也遺留有許多在物理學(xué)領(lǐng)域至今仍然懸而未決的世紀(jì)難題。

2012年,薛其坤帶領(lǐng)清華大學(xué)物理系研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了單層鐵硒與鈦酸鍶襯底結(jié)合而衍生出的界面高溫超導(dǎo)。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了主流共識(shí),并在2021年發(fā)表論文進(jìn)一步提出獨(dú)有創(chuàng)新觀點(diǎn)。在高溫超導(dǎo)機(jī)理研究中取得新的中國發(fā)現(xiàn),是薛其坤和研究團(tuán)隊(duì)下一步的科學(xué)目標(biāo)。

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2023年,清華大學(xué)物理系張定、薛其坤研究團(tuán)隊(duì)和合作者在高溫超導(dǎo)機(jī)理研究中取得重要進(jìn)展

無論是在世界范圍內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)拓?fù)湮镔|(zhì)中的量子反常霍爾效應(yīng),還是在世界難題面前勇于提出與主流觀點(diǎn)相悖的觀點(diǎn),薛其坤和研究團(tuán)隊(duì)探尋物質(zhì)世界的初心從未動(dòng)搖。

清華大學(xué)以價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳授‘三位一體’的教育底色,同樣體現(xiàn)在我們的研究團(tuán)隊(duì)當(dāng)中。”扎實(shí)的理論功底、過硬的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯窟^程,以及勇于“坐冷板凳”和質(zhì)疑“國際共識(shí)”的堅(jiān)定信念,正是他們挑戰(zhàn)世界性科學(xué)難題并書寫中國答卷的底氣。

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“如果能夠回到2013年成果發(fā)表的那一刻,您想對(duì)當(dāng)時(shí)的自己說上怎樣的一句話?”

我會(huì)說……自強(qiáng)不息!

天行健,君子以自強(qiáng)不息。薛其坤勉勵(lì)自己,也呼吁全體中國科學(xué)家,要始終面向國家重大需求,以基礎(chǔ)研究助力技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)更新、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和人民幸福;要始終面向世界科技前沿,以不懈努力為世界科學(xué)發(fā)展貢獻(xiàn)中國智慧,在國際頂級(jí)的學(xué)術(shù)舞臺(tái)上奏響屬于中國人的科學(xué)強(qiáng)音!

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