台湾一级理论吴梦梦台湾一级理论吴梦梦- (2025已更新(今日/极果))

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

　　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】

直接打开

分享成功

热门导读

《台湾一级理论吴梦梦》

发布时间:2026-07-10 04:56:38 豪妇荡乳1一5杨贵妃来自湖南

《味觉食府》在线观看经过清理整治，真正具有养老属性的保险产品快速增加，为人民群众积累了规模超过5万亿元的养老责任准备金。然而随着北京的军事实力和外交活动展示其在该地区的自信，有亚太地区排名第二的中国在，美国也不会太轻松。　　新征程上，把思想和行动统一到党的二十大精神和党中央关于经济工作的决策部署上来，进一步坚定制度自信，拿出“拼”的精神、“闯”的劲头、“实”的作风，众志成城同心干，就一定能为全面建设社会主义现代化国家开好局起好步。

本文来自网友发表，不代表本网站观点和立场，如存在侵权问题，请与本网站联系删除！