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
6152138分| 5661914人| 5278637Mb
安全下载 普通下载
360手机助手官方下载,安全高速
已安装
《小明中文字幕中文字幕在线中…》
《小明中文字幕中文字幕在线中…》,

  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:《小明中文字幕中文字幕在线中…》招股书显示,优必选科技是全球范围内具备全栈式技术能力的公司之一,公司已实现多系列伺服驱动器量产,并完成小扭矩到大扭矩(从到200Nm)伺服驱动器批量生产。...
应用详情:  不仅是企业的高新技术吸引眼球,来自广西中小学生的发明创造同样让人眼前一亮。
在八届一中全会上当选为中共中央副主席、政治局常务委员。。

-----主要功能------
  “做好知识产权工作,必须强化和提高政治站位,坚决贯彻落实党中央对实施知识产权战略作出的一系列重大决策部署;必须将知识产权工作融入全市经济社会发展大局,全面强化知识产权工作在经济活动中的引领支撑作用;必须加强多部门协作,形成强大的知识产权保护合力;必须牢固树立‘以人民为中心’的思想,把服务基层、服务群众、服务企业作为知识产权工作的出发点和落脚点。“迅鲸”号采用了强化通气管系统和新一代声呐系统,这大大升级了舰艇完成侦察、警戒、攻击等多种任务的能力。~

------创新亮点----
也许是阳光过于刺眼,它抬起胖乎乎的前掌遮住眼睛,顺势调整了下姿态,继续呼呼大睡。~


《小明中文字幕中文字幕在线中…》2022年11月,在意大利罗马召开的联合国粮农组织(FAO)全球重要农业文化遗产(GIAHS)专家会议上,“浙江庆元林-菇共育系统”成功通过专家评审,正式获批入选全球重要农业文化遗产保护名录。

版本:5.1.7

更新时间:2026-07-10 01:55:36

开发者:2022国内精品CD视频有限公司
权限信息:权限详情 隐私政策:隐私详情
用户评论
加载更多