翁红明在讲解电子运输理论。
田春璐摄
人物简介:
翁红明,1977年出生,现为中国科学院物理研究所凝聚态理论与材料计算实验室研究员、博士生导师。主要致力于凝聚态物理计算方法和程序的开发以及新奇量子现象的计算研究,成果入选2015年度中国科学十大进展、英国物理学会《物理世界》2015年度十大突破、美国物理学会《物理评论》系列期刊创刊125周年纪念文集等。
在中科院物理研究所(以下简称“物理所”)的年轻人里,研究员翁红明是小有名气的一位。就在刚刚过去的2022年,他因在数学物理学领域的杰出贡献,获得第四届“科学探索奖”。
在国际计算凝聚态物理研究领域,翁红明成果颇丰。其中最为人称道的,是他和同事们合作首次在固体中观测到外尔费米子和三重简并费米子的准粒子。这是国际上物理学研究的重要科学突破,对拓扑电子学和量子计算机等颠覆性技术的诞生具有非常重要的意义。
自由思考、厚积薄发,真正对人类文明有所贡献
1928年,英国物理学家保罗·狄拉克提出了描述相对论电子态的狄拉克方程。1929年,德国科学家赫尔曼·外尔指出,当质量为零时,狄拉克方程描述的是一对重叠的具有相反手性的新粒子,即外尔费米子。这种神奇的粒子带有电荷,却不具有质量,因而具有确定的手性(指一个物体不能与其镜像相重合,如我们的双手,左手与右手互成镜像,但不能重合)。
但是80多年过去了,科学家们一直没有能够在实验中观测到外尔费米子。直到2015年1月初,中科院物理所方忠研究员带领的研究组与普林斯顿大学研究小组合作,从理论上预言了在以砷化钽为代表的一批材料中存在着外尔费米子。此后,这个理论预言经过实验得到了进一步验证。
在研究过程中,翁红明发挥了至关重要的作用。他从发表于1965年的一篇实验文献中受到启发,并通过第一性原理计算,初步认定砷化钽晶体等同结构家族材料可能是无需进行调控的、本征的外尔半金属。这类材料能够合成,没有磁性,没有中心对称,是实验制备、检测都非常便捷的绝佳材料。
翁红明说:“这一发现的难度在于,从众多材料中找到合适的对象犹如大海捞针,必须对外尔费米子和材料物理特性都有相当认识才行。”
在外尔费米子被发现的一年后,翁红明和同事们又进一步“预言”:在一类具有碳化钨晶体结构的材料中存在三重简并的电子态。
2017年6月,这个新预言被实验证实,三重简并费米子被首次观测到。这是物理所科研团队继拓扑绝缘体、量子反常霍尔效应、外尔费米子之后,在拓扑物态研究领域取得的又一次重要突破,引起国际物理学界广泛关注。
成绩源于多年的深耕积累。翁红明很享受在物理所工作的经历:“这无关荣誉,我找到了更感兴趣、更加深入的研究领域和方向。”
自由思考、厚积薄发,一直是翁红明喜欢的学术氛围。他所追求的不是多发表文章,而是能攀登科学高峰,真正对人类文明有所贡献。
科研仅靠一个人或一个小组的力量是不够的
作为理论物理学家,翁红明专攻量子材料的计算和设计。
物理学通常分成两大类,即理论物理和实验物理。理论物理通过理论推导和公式推算得出的结论被称为“预言”,“预言”必须通过实验验证才能成为国际公认的科学事实。
在翁红明看来,他接连获得的几次重大发现,都离不开与同事们的通力合作。这,也是他做科研一直特别重视的一点。
“理论预言、样品制备和实验观测,这三个环节缺一个都不行。”翁红明说,“在当今科学领域细分程度非常高的情况下,科研仅靠一个人或一个小组的力量是不够的。当有重要任务目标时,我们几个小组紧密合作,在理论、样品、实验等环节实现了环环相扣、无缝对接。”
在许多人的想象中,理论物理学家的工作,就是每天独自埋头在稿纸堆里计算推演,然后坐着冥思苦想、灵光乍现。
但翁红明认为,计算推演的确要做,思考分析也不可少,但和同行们的交流也非常重要。他每天上班的第一件事就是查看和了解国际上最新的科研进展,然后分析、思考、计算,再把自己的想法跟同事们交流。“很多时候,我的一些想法,或者说突然的一些灵感,其实都是在思考、交流和工作过程当中产生的。”
“发现三重简并费米子”这一成果,就源于翁红明和石友国、钱天两位同事一次喝咖啡时的思想碰撞。
物理所的咖啡厅在学术界享有盛誉,不但因为咖啡好喝,也因为常有科研人员汇聚在此畅聊科学、各抒己见,聊着聊着,灵感经常“火花四射”。
和大家一样,翁红明、石友国和钱天工作之余也喜欢在咖啡厅一聚。翁红明有什么新想法会第一时间告诉他俩;石友国和钱天在实验过程中有什么新发现或疑惑,也会第一时间反馈给翁红明。
“闲聊中就能交换信息,我们的交流是完全敞开的,毫无保留地让大家知道彼此做了什么。”翁红明说。
翁红明告诉记者,在科研道路上,自己非常珍视的成功秘诀有两个,一个是注意总结和积累,另一个就是跟别人多交流。
“目前我努力发展基于大数据和人工智能的凝聚态物质科学研究,其实也是基于这两点考虑,因为所有人的知识积累都体现在这些数据当中。”翁红明说。
做研究应该抓住一些更新奇、更本质的问题
1977年,翁红明出生在江苏泰兴一户普通人家。他的父母都是农民,家里还有一个姐姐。
初中开始,翁红明第一次接触到物理,从此便沉迷其中。“物理让我对周围的世界有了更深入的了解和认识。”翁红明说。
兴趣是最好的老师。对物理的热爱,指引着翁红明叩开了物理科学的大门。
1996年,翁红明参加高考。在填报志愿时,他毫不犹豫地将所有的志愿都填上了物理。最终,他如愿被南京大学物理系录取。
南京大学的物理系在凝聚态物理领域积淀很深。翁红明在这一领域进行相关知识的学习与研究,一学就是9年,直到博士毕业。毕业后,他去了日本的东北大学金属材料研究所做博士后研究,主要研究各种材料的导电性质。
到日本一年半后,翁红明萌生了转换研究方向的想法。
“我想要转到计算方法和程序的发展上,这是凝聚态物理领域中一个最基础也是最具有核心竞争力的方向。”翁红明说,“如果想要在这个领域有长远发展,就要在这个方向上有一定的积累。”在他看来,静下心来探索重要的基础科学问题,要比做一些“短平快”研究更有意义。
想归想,但真正下定决心,翁红明也经过了一番纠结。
他坦言:“当转到一个更基础的方向,也意味着你在未来的几年甚至是更长的时间里都需要耐得住坐冷板凳。所以必须做好思想准备,去做一些积累性的工作。”
2008年,翁红明的人生又有了一次重大转折。
那一年,物理研究所研究员、博士生导师方忠到日本访问交流,翁红明跟他进行了深入的交谈和讨论。
翁红明告诉记者:“他跟我介绍了当时做的一项很有意思的工作。虽然我那时并没有很深刻的理解,却受到很大的启发——做研究应该抓住一些更新奇、更本质的问题。”
在方忠的影响下,2010年,翁红明决定回到国内,入职物理研究所,成为方忠团队的一名成员。
翁红明说:“每个人在一生当中可能会跟很多人交往交谈,但在人生重要转折时刻能够给你启发的却不多。能有这样的机遇去跟方忠老师交流并受到启发,我觉得这是非常宝贵和幸运的。”
在新的一年里,翁红明说自己有很多研究工作要做,尤其是如何在拓扑电子学器件研究方面取得突破,促使拓扑电子态理论变成可落地应用的技术。而这,需要跟器件和应用等方向的研究人员进行交流和讨论。
翁红明相信,拓扑时代的黎明时分正在临近。(记者 吴月辉)
全力促进工业经济平稳增长!工信部部署2023年重点任务******
中新网1月11日电(中新财经记者 吴涛)11日,全国工业和信息化工作会议在北京召开。会议指出,2022年较好完成了全年重点工作任务,2023年要抓好十三个方面重点任务:全力促进工业经济平稳增长;扎实推进“十四五”规划落地见效;提升重点产业链自主可控能力,等等。
图片来源:“工信微报”公众号全力促进工业经济平稳增长
2022年,我国工业经济总体回稳向好。预计全年,规模以上工业增加值同比增长3.6%,其中制造业增加值增长3.1%左右;制造业增加值占GDP比重为28%,比上年提高0.5个百分点。国防科技工业、烟草行业保持较快增长。
会议强调,2023年要稳住重点行业,针对不同行业特点分别制定稳增长工作方案。鼓励工业大省主动挑大梁,支持中西部地区积极承接产业转移,支持东北地区制造业振兴取得新突破。稳住汽车等大宗消费,实施消费品“三品”行动,深化信息消费示范城市建设,扩大适老化家居产品和生活用品供给。支持企业加大设备更新和技术改造,做好制造业重点外资项目服务保障工作。深化产融合作,充分发挥投资基金带动作用,引导社会资本加大对制造业投入。保持烟草行业平稳增长。加强经济运行监测调度,加快建设“数字工信”平台。
提升重点产业链自主可控能力
2022年,我国产业链供应链韧性和安全水平持续提升。协同推进受疫情影响企业复工达产取得显著成效,战略性矿产资源保障得到加强,新冠疫苗、药物等重点医疗物资供应保障有力有效。重点产业链强链补链有序开展,实施一批产业基础再造工程项目。
会议提出,2023年要提升重点产业链自主可控能力。围绕制造业重点产业链,找准关键核心技术和零部件“卡脖子”薄弱环节,“一链一策”推进强链补链稳链,强化产业链上下游、大中小企业协同攻关,促进全产业链发展。推进关键核心技术攻关工程,健全“揭榜挂帅”长效机制,不断丰富产业生态。
同时,2023年,深入推进产业基础再造。在重点领域布局一批产业基础共性技术中心,重点发展一批市场急需的基础零部件和关键材料,加快新型元器件产业化应用,加快突破石化、船舶、航空等重点行业工业软件,推广应用一批先进绿色基础制造工艺。继续实施制造业创新中心建设工程,做优做强部重点实验室。
资料图:12月26日,全球首架C919客机在上海虹桥机场准备起飞前往北京。 中新社记者 殷立勤 摄加快大飞机产业化发展
2022年,我国重点领域创新取得新突破。C919大型客机实现全球首架交付,国产10万吨级大型渔业养殖工船成功交付,腹腔镜手术机器人等高端医疗装备填补国内空白,国产四人雪车等冰雪装备实现“零”的突破,关键材料应用水平不断提升,中国空间站全面建成,第三艘航母“福建舰”下水。
会议强调,2023年要加快推进重大技术装备攻关。加快大飞机产业化发展,推动工业母机高质量发展。坚持研发制造和推广应用两端发力,加快高端医疗装备、农机装备、深远海装备、自然灾害防治技术装备等高端专用装备发展。
强化APP全流程、全链条治理
记者注意到,会议还提出,2023年要加快信息通信业发展。加快5G和千兆光网建设,启动“宽带边疆”建设,全面推进6G技术研发。推进5G行业虚拟专网建设。
“完善电信业务市场发展政策,强化APP全流程、全链条治理,加强个人信息保护、用户权益保护。增强网络和数据安全保障能力,加快安全产业创新发展。”会议指出。
工信部预计2022年全年电信业务总量同比增长8%。新型信息基础设施建设、互联网平台和APP治理、防范治理电信网络诈骗等成效显著。累计建成开通5G基站超过230万个,新型数据中心建设成效明显。中小微企业宽带和专线平均资费降低超过10%。数据安全管理体系初步建立,电磁空间安全保障得到加强。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |