跳出百年物理范式 王恩哥院士团队20余载破译水的量子奥秘
3325954分| 7060838人| 3212279Mb
安全下载 普通下载
360手机助手官方下载,安全高速
已安装
《花季忘忧草传媒免费在线观看》
《花季忘忧草传媒免费在线观看》,

  中新网北京7月8日电 题:跳出百年物理范式 王恩哥院士团队20余载破译水的量子奥秘

  记者 马帅莎

  “做物理研究,不要着急,重在坚持。只要工作是原创的,就会留在历史上。”中国科学院院士、北京大学物理学院教授王恩哥近日受访时说。他带领团队花费20多年,聚焦寻常的水,实现基础研究“硬核”突破。

  7月8日,2025年度国家科学技术奖揭晓。由王恩哥带领的团队凭借这项揭示“水的奥秘”的项目——《水的氢键强度及动力学过程全量子效应研究》,获得国家自然科学奖一等奖。

  这项研究跳出沿用百年的玻恩-奥本海默近似,构建了全量子物理研究理论方法,同时实现尖端仪器设备的自主研发,打破国外数十年的技术垄断。

图为中国科学院院士、北京大学物理学院教授王恩哥团队在实验室工作。(北京大学物理学院供图)

  深耕冷门 把简单的事情做正确

  对于水这个生活中极为常见的存在,人类并未真正了解。“水的结构如何”曾被《科学》杂志列入本世纪125个最具挑战的科学问题。

  年近古稀的王恩哥,将学术生涯的很多时间倾注于水的研究。他带领团队取得的重要突破之一,就是揭示了水的原子结构和全量子效应。

  在长达20多年的探索道路上,面对“水有什么好研究的”“太普通了”等声音,王恩哥始终坚定不移地沿着自己认定的方向往前走。他坦言,这是个冷门领域,但自己的目标,就是把看似“简单普通”的基本问题搞清楚,“把简单的事情做正确”。

  跳出百年范式 被忽视的“硬币”两面

  百年来,科学家们求解量子力学方程时,普遍使用玻恩-奥本海默近似,这成为预言和理解许多物理现象的出发点。在该范式下,通常只考虑电子的波动性,大大简化了计算,但忽略了非绝热效应和原子核的量子属性。

  “核量子效应真的可以忽略不计吗?”这一疑问长久萦绕在王恩哥心头。对此,他提出将原子核和电子同时量子化处理。

  他解释说,玻恩-奥本海默近似好比观察一枚放在远处的金属币,人们看不到它的花纹与细节,只能根据硬币大小判断面额。全量子效应好比观察一枚拿在手里的硬币,人们可以清楚获取硬币两面刻画的信息——核量子效应、非绝热效应,而且它们之间存在关联耦合。

北京大学物理学院教授江颖原创高阶静电力原子成像技术。(北京大学物理学院供图)

  打破尖端仪器垄断 “看见”原子极限

  为了验证核量子效应,王恩哥选择水作为研究载体:水中三分之二的原子是氢,氢是质量最小的原子,最接近电子质量,理论上它的核量子效应最显著。

  然而,要“看见”水的原子结构并非易事。氢的质量和尺寸都非常小,它就像一个“隐形”原子,很难在显微镜下捕捉到它并为其成像。

  团队成员、北京大学物理学院教授江颖研发出高分辨扫描探针显微镜系统,原创了高阶静电力原子成像技术,获得世界上首张水分子内部氢原子照片,实现了人类在表面上直接识别最小原子的梦想。

  这套中国科学家自主研制的实验设备,打破了中国高端扫描探针显微镜近40年来长期依赖进口的被动局面,如今已实现国产商业化生产和市场推广。

王恩哥院士团队实现全量子调控二维冰新物态。(北京大学物理学院供图)

  巧驭全量子效应

  理论与实验的持续突破,孕育出广阔应用前景。随着研究深入,全量子效应已发展成可调控的参量。

  如同随着温度变化,水的形态会发生改变,全量子效应也可以调控物态。最近,团队利用这一方法制备一种打破“冰规则”的二维冰,在世界上首次实现了冰在常压下从绝缘态到金属态的相变。王恩哥指出,通过调控全量子效应发现的新物态、新物性,将为信息和能源领域带来颠覆性的量子材料及量子器件。

  如今,在全量子效应理论框架下取得的一系列研究成果,已远远超出王恩哥20多年前提出设想时的预期。

  从“盲人摸象”到建立起理论体系,回顾自己的科研道路,王恩哥表示,科学研究需要一步一个脚印推进。这些年来,中国的学术环境不断改善,希望年轻人耐得住寂寞,甘坐“冷板凳”,看到本质的科学问题,不放松、做下去。(完)

【编辑:付子豪】
下载
应用介绍
应用详情:《花季忘忧草传媒免费在线观看》同时,也可以结合公司治理现状、营业规模、业务的社会影响等实际情况进行综合考虑,选择适合自己的ESG治理架构,并制定公司内部长远ESG管理方针,真正把ESG治理融入企业战略中。...
应用详情:春节后,央行连续进行大额逆回购操作。
张旺认为“差异化竞争将更趋明显”,他表示,注册制之后,券商综合服务能力更受考验,不仅要提升优质资产获取和价值发现的能力,还需要积极主动融入国家重大发展战略,善于发现和服务代表经济转型和高质量发展方向的企业。。

-----主要功能------
公司开发的磷酸铁锂产品具有高能量密度、高稳定性、长循环寿命、低温性能优异等优点。融资资金加仓超千万元的高送转潜力股中,市盈率最低的是润丰股份,截至2月9日收盘,该股滚动市盈率为倍。~

------创新亮点----
针对全球节能减排的理念与能源紧张的局势,并随着加热地板技术的逐渐完善,未来加热地板可能会有较好的市场前景。~


《花季忘忧草传媒免费在线观看》国海证券指出,今年节后市场窄幅调整是大势的延续而非兑现,经济短期难证伪、业绩空窗叠加政策发力预期下,仍可对两会前市场保持乐观。

版本:5.1.7

更新时间:2026-07-09 11:50:46

开发者:鉴黄师免费入口在线观看有限公司
权限信息:权限详情 隐私政策:隐私详情
用户评论
加载更多