让青年人迸发新活力

时间:2021-07-02浏览:539


本报记者 周伊晨

20215月,浙江大学物理学系喜讯连连。56日,郑毅研究员团队关于电子自旋操控的高速开关的研究,在线刊发在国际顶级期刊Na-ture。仅八天后,谢燕武研究员团队解密如何利用电场控制氧化物界面超导的相关论文在Science杂志上线。

近五年来,在物理学科顶尖杂志Review of Modern Physics发表综述文章3篇;近三年来,物理学系以第一作者单位在NatureScience发表论文5篇;还有一大批Nature Phys-icsPhysical Review Letters等期刊论文。

亮眼的数据背后,我们看到,这些团队的带头人和学术骨干,或成长在浙大、或创业在浙大,令物理这一基础学科散发出独特的魅力:青年人才为科研创新的提供了源源动能,博士研究生也作为第一作者不断崭露头角。为此,我们试图探寻答案:一群群带着宇宙梦想的年轻人在浙大物理的土壤里发生了怎样奇妙的化学反应,进而得以被凝聚、蓄力和激发。

 

梦,隐耀心田

 

博士生盛峰从本科三年级起便决定跟随郑毅教授探究二维世界的奥秘。科学界一直在寻找可以高效调控自旋轨道耦合效应的量子体系,为何被盛峰和伙伴们找到了?导师郑毅说:“1%的直觉+99%的运气,而99%的运气背后是夯实的专业以及不为人知的努力。

在发现电子自旋操控的高速开关、作为第一作者发文于Nature之前,盛峰默默地等待了五年。五年的读博时光里,每周至少六天在实验室工作,每天工作超过13小时,节假日雷打不动。

盛峰说,对未知世界的好奇是他选择物理学科的原因。

一旦选择好了我便坚定地认为只要用正确的方法一定可以在某个领域做出点东西。同样让他坚持下来的,还有6年里的86次献血。

因为能帮到人,所以一直做下去就好了,他说。

同是物理学系的郭秋江是超导量子计算与量子模拟方向的直博生,也是浙江大学校设最高层次奖学金竺可桢奖学金获得者。因为儿时对科普读物的着迷和对科学家的崇拜,他毫不犹豫地选择了物理专业,这一学已有十年。

芯片封装、实验设备维护、稀释制冷机接线、芯片测试迭代、实验数据处理……郭秋江几乎每天都沉浸在实验室里反复推敲,仅在搭建20比特量子模拟平台的过程中,他就连接了不下1000根线,拧了不下3000多个SMA接头。

在导师王浩华教授的指导下,郭秋江主导搭建了可同步调控20个超导量子比特的量子模拟平台,模拟了多体物理中多体局域化迁移率边这一在理论上富有争议的现象,并为解决该问题提供了实验方法。该成果最终发表于权威期刊NaturePhysics上,被审稿人评价为极具创新性,是利用超导量子比特研究多体物理的一个巨大进步

尽管年纪轻轻,但郭秋江认定,科研就是此生不二的选择。他所经历的科研训练和他走过的20公里毅行、21公里马拉松一样,令他知道:

每一步脚踏实地、每一次咬牙坚持都是朝梦想前进的最好体验。夏阳暖暖,韶华葱葱。浙江大学物理学系的这群大孩子,与同龄人一样,喜欢自然、投身运动、痴醉于梦想。但他们身上仿佛多了几分难得的气质——静谧的个性和专注的习惯。

他们清晰记得导师们永远是比他们早到实验室、又最晚离开的那个。他们从导师那里继承下来的,是如何专注于独立思考、构绘接近真理的路径、进而在科技战场上披荆斩棘的基因,这些基因令浙大物理学子在浩瀚的科学星辰中看到了迷人的光亮。

 

光,领路前方

 

浙大物理学系的青年教师们似乎都有这样的特点:他们一边将学生领进学术之门,在夯基垒石、持之以恒的慢时光里打磨着新星,一边则不断拓展自身、与大师共同激发创新创造活力,敢于与国际先进水平同台竞技。

现在已经是物理学系教授的李敬源清楚记得,2002年,唐孝威院士带着当时还是大四本科生的他到上海参加学术报告会,在列车上唐孝威对李敬源等介绍了很多国际生物物理研究的前沿,特别是当时刚刚兴起的单分子水平实验。这在李敬源心中播下了交叉学科研究的种子。

如今,李敬源所从事的分子生物机器研究,交叉是其一大特点。2019年,李敬源团队与浙大医学院、德克萨斯大学西南医学中心、天津大学、范德堡大学等相关团队合作在Science发文,解析了人源钾-氯共转运蛋白KCC12.9A高分辨冷冻电镜结构,揭示了KCC1共转运钾离子和氯离子的微观机理,为相关疾病治疗和药物设计提供了新的视角。

无论是学生时代听到唐院士对研究领域的独到见解,还是身为人师后见到90岁的唐院士依然坚持每天来到学校与不同院系的师生交流,都让李敬源十分钦佩。他说,这可能就是本科时候种下的种子如今能够开花结果的重要原因。

对青年学者来说,好的引路人不仅推动他们迈向系统能力的提升,更可能成为共同奋斗的珍贵伙伴。

2017年担任量子信息交叉中心主任开始,朱诗尧院士便带领一批年轻人,开展以在量子计算中做超导量子芯片的设计测量为研究重点,为青年学者创造了十年磨一剑的科研环境。20198月,量子团队的青年学者与国内兄弟单位合作开发出具有20个超导量子比特的量子芯片,并成功操控其实现全局纠缠,刷新了当时固态量子器件中生成纠缠态的量子比特数目的世界记录。论文共同一作许凯博士毕业受聘于中科院物理所副研究员,成为超导量子计算实验方面的研究骨干;另一位共同一作宋超博士毕业后成为浙江大学特聘研究员,主攻多比特高精度量子操控的实验研究;论文参与者王震博士后目前也受聘于浙江大学特聘研究员,负责高品质超导量子芯片的自主研发。这些由浙大培养成长起来的青年学者主导了多个原创性的科研成果,将为颠覆性量子技术的研发提供新的动力。

20203月,浙江近代物理中心朱华星研究员和罗民兴院士及其团队,历时三年完成了量子色动力学中部分子横动量分布函数的三圈量子辐射修改正效应的首次计算,为精确描述大型强子对撞机上的物理提供了新的理论工具。这位于四年前回国任教的青年学者,因为其在粒子物理理论的工作成为了全国获得2020求是杰出青年学者奖12位获奖者之一。朱华星说:

罗民兴院士是两弹一星元勋王淦昌院士的第三代学生,与罗老师共事是一件幸福的事情。我刚回国时,他给予我研究课题、研究生培养、教学等多方面的指导。科研合作中取得了一点成绩,他从不吝啬把荣誉让给年轻人。他常对我说,一个真正成功的研究团队,少不了一位甘为孺子牛的领导者。

不同的时代命题下,发现人才、培育人才、凝聚人才的胸怀具有同样的魅力。浙大物理学系的档案里,珍藏着王淦昌院士给青年的寄语:要爱国,要虚心,要有创新的思想,要大力协同。如今,在紫金港校区崭新的物理学系大楼前,王淦昌院士的铜像,英姿挺拔、儒雅谦逊,似乎在与如今日风华正茂的浙大人一同阐释言为士则、行为世范的为师之道。

 

行,笃实致远

 

跟随谢燕武教授研究氧化物界面超导的陈峥在攻读博士的最后一年,作为第一作者在上Science发文。陈峥说:

人们看到的通常是介绍成果的数据或文章,看不到的是实验室成员们为搭建、调试各种实验设备,获取精准数据的过程。刚刚进实验室的研究生至少要拧一年的螺丝才能具备稳定的操作能力。

作为实验室的大师姐,与导师一起从无到有搭建起实验室,陈峥很珍视拧螺丝的时光。因此,她决定朝更南方出发,到华为加入芯片研发团队,为国产芯继续做实验

做实验,是物理学专业的必修课。系内开设有《大学物理实验三》等课程,吸引本科生从二年级就开始物色心仪的研究方向和实验室。依托现有学科系所资源,物理学系构建了科研基础训练、科研能力训练、特色专业训练等三个适合于本科生探究性实验需要的三个研究训练平台,以及与之相应的实验技能训练项目、物理学前沿研究课题、交叉学科研究课题、等离子体研究课题、量子信息与量子计算课题等五个模块。

到了研究生阶段,物理学系更倡导创新必须拥有扎实的学术基础,真正做到知其然知其所以然。因此,研究生的基础课程与实验能力要求始终不减,直博生必须面对严格的中期考核。同时,在教育教学上推动跨学科选课,鼓励混合式交叉培养。学多物理专业的学生对微电子、热工等学科也十分熟悉,便是这个原因。

颜波教授的博士研究生谢笛舟说,我所参与的冷原子实验是一个复杂系统,对学生的动手能力要求很高。研究生阶段前三年我都在搭装置,无数次试错,改进。欣喜与失望来回摇摆,在导师的鼓励下,我们坚持下来了。颜波团队近年来持续在物理学顶级期刊发表重要研究成果,多年的耕耘终于陆续开花结果。

物理学系同学们十分熟悉的袁辉球教授,于20203月发表了加盟浙江大学后的第二篇Nature主刊论文,这是他十多年来致力于重费米子体系研究、于未知物理领域摸黑前行所取得的重大科研突破。团队成员始终记得他常说到的:

做科研不要惧怕冷板凳,不要追着科研领域的热点,要有自己坚持的科研目标。尤其是基础科研领域,是一个摸索的过程,十年努力可能换来一场空,但一旦有突破就是真正具有价值的重大突破。

近年来,物理学系秉持王淦昌式的好老师,培养程开甲式的卓越学子的教育教学理念,并将其要素诠释为爱国爱党、专业精湛、勇于创新、不囿于物

校园内,在基于本博衍接培养模式的物理强基班,老师们带领学生瞄准国家高端芯片与软件、新材料和国家安全等战略需求开展教育教学,以期成长为国家需要的变革性科技创新人才;走出去,六十多名物理学系硕博士毕业生已前往中国工程物研究院、中国科学院物理研究所、西北核技术等重点单位和中西部地区贡献所长。

物理学系系主任王业伍说:

让科学研究着眼长远,鼓励青年人才面向国际科技前沿、服务国家重大需求开展创新性研究,物理学系依照学科特点和人才成长规律优化人才培养机制,并将学科建设经费的60%以上用于配套支持青年人实验室建设和发展,为发现、培育和凝聚青年人才提供奋勇创新、脱颖而出的舞台。

据悉,物理学系多年坚持在PhysicsTodayScience等顶级刊物上发布求贤信息,举办物理学系青年论坛,并曾联合上海交通大学物理与天文学院、中山大学物理学院在APS会议期间举办招待会宣讲浙大人才政策,吸引了更多青年人才来到浙江大学干事创业。近十年来,物理学系引进或培育四青人才共25位。因专注而凝聚,因有志而有为。相信浙江大学基础科研领域的同行者们会继续释放活力,将科技创新的深蹲助跑做得更好。