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上排自左至右依次是龐遠、常翠祖、張金松,下排自左至右依次是沈潔、郭明華、馮硝。圖片由何珂提供
揭秘量子反常霍爾效應實驗團隊的85後
至今,凝聚態物理學界還處在“興奮”之中。從那篇載著“中國科研團隊首次實現‘量子反常霍爾效應’”成果的論文3月14日在線發表於美國《科學》雜志後,消息便從不同渠道被報道出來,其中最為吸引外界眼光的是有關“諾貝爾獎”的字眼,與其相關的兩項研究——整數量子霍爾效應、分數量子霍爾效應的發現者分別於1985年和1998年獲得諾貝爾物理學獎。
前不久,由清華大學薛其坤院士領銜的清華大學和中國科學院物理所的聯合研究團隊在京宣布這一成果時,物理學家、諾貝爾獎得主楊振寧更是直言不諱地將這一成果稱為“這是第一次從中國實驗室裡發表的諾貝爾獎級的物理學論文”。
鮮為人知的是,這篇文章的第一作者分別是清華大學物理系博士生常翠祖、張金松、馮硝和中科院物理所博士生沈潔。這個團隊裡有13名學生,都是名副其實的85後,年齡在24歲到28歲之間。
作為文章的第一作者和實驗的主力軍,他們是如何接觸到這一項目,又是怎麼克服浮躁一步步把成果做出來的,中國青年報記者近日對他們進行了采訪。
“在你的實驗期間有可能是做不出成果的,這個我一開始就做好了這個打算”
實驗文章的通訊作者之一、中國科學院物理所副研究員何珂在接受媒體采訪時經常提到這樣一個細節:“就在實驗半年沒出現大的進展,甚至開始考慮做別的項目”時,一個學生的“意外之舉”讓整個實驗出現轉機:為了避免薄膜受到外界乾擾,實驗團隊會在薄膜上面加一個覆蓋層,而一位學生將保護薄膜的覆蓋層去掉後,竟發現霍爾電阻的信號大大增強了,“有了反常霍爾效應的跡象,之前一直都沒有看到這種跡象。”
這名學生就是馮硝,清華大學2008級直博生,現在五年級,生於1985年。她的導師就是此次實驗工作的團隊帶頭人、論文的第一通訊作者、清華大學教授、中國科學院院士薛其坤,在這次實驗工作中,馮硝被分到馬旭村和何珂的實驗小組,在物理所的儀器上做實驗。
事實上,在整個實驗完成之前,馮硝並未想過一定要有個什麼樣的結果,她告訴記者,“在你的實驗期間有可能是做不出成果的,我一開始就做好了這個打算。”
對基礎研究工作來說,沒進展是常態,進展和飛躍只是很小的一部分,大部分時間都是平臺期,常常要連續幾個月甚至近一年的時間沒有成果。馮硝說,“沒進展遇到瓶頸時也會很著急,想弄清楚究竟是什麼東西阻擋了我們進一步往前走。”
有時候,他們也會感到“狀態不太對”。學生們定期要向指導老師做進展報告,而他們的團隊出成果總要慢一些。當看到同一個大實驗室裡,周邊其他實驗組同學的數據總是有進展,而他們這邊卻“停滯不前,就會很擔心,老師可能會覺得我們不夠努力,或者對我們比較失望”。
幸運的是,實驗項目的指導老師似乎看透了“自己的心思”,大多時候都在肯定他們的工作,說“你做的這些嘗試都是值得的,起碼我們知道哪些路是走不下去的”。還有些時候,導師們會給些更具體的建議,“我們覺得沒有進展,但在導師看來,還是有結果的。”馮硝說。
在基礎研究領域,一個好的題目就是成功的一半。對於這些85後博士生來說,選擇一個好的實驗團隊甚至遇到一位好的指導老師,或許就是成功的一半。
沈潔的博士生導師是中國科學院物理所崔琦實驗室的研究員呂力,在一次中國物理年會上,沈潔經本科的老師介紹,在會上和呂老師聊了起來,她覺得“呂老師的脾氣特別好,實驗室研究的方向也是我感興趣的。”馮硝選擇薛其坤做自己的導師也是類似的過程,因為一直對實驗物理感興趣,在保研時,她通過郵件聯系薛老師,薛老師說:歡迎!後來,她順利通過了面試,進入了薛老師的課題組。
而在團隊中工作時,兩名年輕老師——35歲的何珂和38歲的王亞愚(實驗文章的通訊作者之一、清華大學教授),也總能給學生很多“正能量”。“他們自己總是充滿能量和激情,身體力行地向學生證明,做科研是很有趣的。”清華物理系五年級博士生張金松說,王亞愚老師寫文章的速度和質量都超出常人,一個晚上就能完成一篇文章的草稿,而一般人至少得寫一個星期,這使他們相當佩服,“他們做了這麼多年科研,還能這麼積極向上和努力,並且一直相信所做的東西一定會出成果,給我們一種不好好乾就不好意思的感覺。”