北京市科协与北京卫视《大先生》第二季聚焦物理学家薛其坤

2023-09-19 16:59:58 - 北京日报

北京卫视《大先生》第二季于今晚21:05播出。本期节目邀请量子物理学家、南方科技大学校长薛其坤院士,带教老师于海峰、冯硝,带领“未来团”成员一起聆听他与量子的故事。

北京市科协与北京卫视《大先生》第二季聚焦物理学家薛其坤

量变人生,微观“小”世界改变宏观“大梦想”

你能想象你的手机和电动车的电池寿命大大限长吗?你能想象可以将一万年的计算时长缩短到200秒的量子计算机真实存在吗?这些并不只出现在科幻电影里。现实中相关领域的科学家早已做出过研究。国际著名实验物理学家、量子物理学家薛其坤院士就是其中一位。

北京市科协与北京卫视《大先生》第二季聚焦物理学家薛其坤

2012年12月,薛其坤团队在真实材料中发现了量子反常霍尔效应。这是新中国成立以来由我国科学家发现的、寥寥无几的重要科学效应之一。若这项发现能投入应用,超级计算机将有可能成为iPad大小的掌上笔记本,手机和电脑的内存也许会超过目前最先进产品的上千倍,可以几个月不充电,且使用中不会发热,不会速度变慢。这项研究成果为未来信息技术革命提供了全新的原理,使我们能做出低能耗晶体管和电子元器件,还可以用它和超导一起去做量子计算机,科幻电影中的强人工智能就可能真正地在现实生活中实现。

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克己慎独,赤子之心打破困境逆风翱翔

薛其坤的家乡是山东省临沂市蒙阴县一个贫困山村。他靠着努力与坚持学习知识走出大山,考上了山东大学。本科毕业后他报考中科院的研究生,一考就是三年。第一次考研,高等数学只考了39分;第二次考研,物理只考了39分。但他依然坚持。薛其坤是过过苦日子的人,他不怕吃苦和等待,只怕半途而废。于是哪怕身边人都劝他放弃,他还是鼓起勇气考了第三次,最终如愿考进中科院物理所。

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在硕博后期,薛其坤在导师的推荐下到了日本东北大学金属材料研究所学习。实验室的导师樱井利夫要求,工作日必须早上7点到实验室,晚上11点离开。异国他乡语言不通,没有家人朋友,如此大的工作量又使他连睡眠也没有了保障,他十分痛苦。但逆境开出了灿烂的花,日积月累他慢慢习惯并爱上了这种感觉。后来他不仅把“7-11”复制到周末,还把这个习惯带回了清华大学物理系。早上7点扎进实验室,一直干到晚上11点。这样的作息时间,薛其坤坚持了20年。这种魔鬼般的自律让薛其坤在清华大学有了一个比“院士”还要响亮的名号——“7-11”。

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栉风沐雨,深耕科研为家国为梦想

物理科研没有一蹴而就的成功。1次成功背后,是999次失败后又推翻重建。薛其坤的团队也不例外。他们用来实验的样品,是用原子一层一层铺上去的。5nm的厚度,相当于头发丝的10万分之一,每制备一个都非常不易。4年来,薛其坤团队先后制备了1000多个这样的样品。每一次实验失败后,薛其坤就带领着团队改进样品、创新方法;又失败了,再改进、再创新。从薄膜生长,到磁性掺杂、门电压控制,再到低温输运测量……薛其坤带领着团队克服了重重阻碍和难关,一步步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控……利用分子束外延方法,他们终于生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)₂Te₃拓扑绝缘体薄膜。这一天,离2008年10月实验开始,已过去的四年零两个月,是为了梦想每天早7晚11在实验室度过的1500天......

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“科研的敏锐与智慧,只会盛开在刻苦积累的土壤”。因为他热爱,所以不觉难熬。科研早就像氧气融入进他的血液与他融为一体。身体辛苦但精神富足。他深知谁先找到在常温常压下实现超导的材质与方法,那么谁就将带领人类开启一个新的文明纪元,对我们的民族复兴、国家兴起有着非比寻常的意义。所以他矢志不渝朝着这个方向努力。

北京市科协与北京卫视《大先生》第二季聚焦物理学家薛其坤

更多精彩,敬请期待今晚21:05播出的《大先生》第二季,共同走进“量子王国垂钓者”、“物理前沿带头人”薛其坤院士的世界,了解一位科研工作者的家国大爱,一同展望“量变”未来!

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