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
9696944分| 4699933人| 825353Mb
安全下载 普通下载
360手机助手官方下载,安全高速
已安装
《tata国际直播电脑版》
《tata国际直播电脑版》,

  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:《tata国际直播电脑版》截至目前,彭州市货运行业2083名货车司机、382名党员已全部纳入组织管理服务,暖心之家彭州市“蔬心驿站”作为全省第一批建成的货车司机党群服务阵地之一,已全面对外开放,服务往来外地货车司机600余人次,引导外来流动党员通过“一码通”线上报到并参与集体政治生日等活动。...
应用详情:“模仿京东,淘宝也想有自己的快递”这一看法商家们似乎心照不宣。
  充分汇集民智,破解社会治理难题  不仅仅是问需于民,“万名代表下基层”机制还努力做到问计于民,想方设法汇集民智,破解基层治理难题。。

-----主要功能------
其中,毕得医药涨幅%排名第一位,该公司主业聚焦于新药研发产业链前端,上市不满半年。1月18日,在仁桥资产2023年度策略会上,仁桥资产创始人、投资总监夏俊杰表示,2023年市场最大的机会在于低估值的核心资产。~

------创新亮点----
近年来,跨界资本进军保险业并不鲜见,尤其是需要对流量进行变现的互联网平台。~


《tata国际直播电脑版》这让现场参加会议的27家市级银行机构和16家市级保险机构的负责人倍感振奋,也让像梁山前能生物电力这样的企业吃下“定心丸”。

版本:5.1.7

更新时间:2026-07-09 10:17:07

开发者:富二代豆奶91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