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入选中国科学十大进展!南科大杨学明院士团队科研成果又获奖了

来源: 深圳商报   2021-03-01 09:19:41

南科大杨学明团队凭借“实验观测到化学反应中的量子干涉现象”这一重大科研成果成功入选2020年度中国科学十大进展。

见圳客户端•深圳新闻网2021年3月1日讯(深圳商报首席记者 吴吉 通讯员 劳湘雯)2月27日,国家科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)发布了2020年度中国科学十大进展,南方科技大学理学院院长杨学明院士团队凭借“实验观测到化学反应中的量子干涉现象”这一重大科研成果成功入选。这是继物理系教授张立源团队首次观测到三维量子霍尔效应入选2019年度中国科学十大进展之后,南科大连续第二年获此项殊荣。

2020年度中国科学十大进展分别为:我国科学家积极应对新冠肺炎疫情取得突出进展、嫦娥五号首次实现月面自动采样返回、“奋斗者”号创造中国载人深潜新纪录、揭示人类遗传物质传递的关键步骤、研发出具有超高压电性能的透明铁电单晶、2020珠峰高程测定、古基因组揭示近万年来中国人群的演化与迁徙历史、大数据刻画出迄今最高精度的地球3亿年生物多样性演变历史、深度解析多器官衰老的标记物和干预靶标、实验观测到化学反应中的量子干涉现象。

其中,关于“实验观测到化学反应中的量子干涉现象”的重大科学意义,科技部做了如下评价:化学反应的进程伴随着复杂的量子力学现象,但其通常难以被直接观测到,因而化学反应的本质亦难以得到透彻的理解。杨学明院士、张东辉院士、孙志刚和肖春雷研究团队提供了一个研究范例。他们研究发现,在氢原子加氢分子的同位素(H+HD→H2+D)反应中,在碰撞能量为1.9~2.2电子伏的范围内,产物H2(v=2,j=3)的后向散射呈现显著的振荡(其中v是振动量子数,j是转动量子数)。通过拓扑理论分析,发现该反应存在两条迥然不同的反应路径,振荡是由这两条路径之间的量子力学干涉所产生的。该研究揭示了该反应在较低能量处,量子几何相位效应仍然存在,并可以被观测到。这非常类似于众所周知的Aharonov-Bohm效应,清晰地揭示了化学反应的量子性,也揭示了化学反应途径的复杂性。

2020年5月15日,这一研究成果发表在《科学》杂志上,杨学明院士为论文共同通讯作者,南方科技大学、中科院大连化学物理研究所、上海科技大学为共同参与单位。

杨学明为南科大理学院院长、化学系讲席教授,中国科学院院士,美国物理学会会士,英国皇家化学会会士。他长期从事气相与表面化学反应机理和动力学研究、自由电子激光技术、先进激光仪器研发。此前其研究成果在2006年、2007年两次入选“中国十大科技进展新闻”。

2020年9月接受深圳商报记者专访时,杨学明曾表示,他正在致力于帮助深圳规划中能X射线自由电子激光的建设。该装置建成后,将与规划中的同步辐射装置“交相辉映”,成为综合粒子设施研究院的“双子星”,也成为光明科学城大科学装置的重要一员。杨学明坦言,深圳目前在重大科技基础设施建设方面还有所欠缺,其根本原因在于重大基础科学设施的研发经验不足,还需要更多高水平研究机构和研究队伍。“我希望借助中能X射线自由电子激光装置的规划、建设,可以打造一个强有力的科研团队。”

值得一提的是,去年同期,南科大物理系教授张立源团队首次观测到三维量子霍尔效应入选了2019年度中国科学十大进展。

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