南科大研究成果连续两年获中国科学十大进展

作者:365竞猜 | 2021-03-09 06:37

  2021年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得此项殊荣。

  科技部对“实验观测到化学反应中的量子干涉现象”的重大科学意义做了如下评价: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》(Science)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。在同期Science杂志上F. Javier Aoiz教授以“How interference reveals geometric phase”为题对该项工作进行了评述。

  据悉,“中国科学十大进展”遴选活动由中国科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)牵头举办,至今已成功举办16届,旨在宣传我国重大基础研究科学进展,激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神,开展基础研究科学普及,促进公众理解、关心和支持基础研究,在全社会营造良好的科学氛围。

  “中国科学十大进展”遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。2020年度,《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》等5家编辑部共推荐了286项科学研究进展,选出31项进展进入终选。终选采取网上投票方式,邀请中国科学院院士、中国工程院院士、国家重点实验室主任、部分国家重点研发计划总体专家组专家和项目负责人等3200余名专家学者对31项候选进展进行网上投票,得票数排名前10位的进展入选2020年度中国科学十大进展。

  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。

  杨学明为南方科技大学理学院院长、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。1991年获得美国加州大学圣巴巴拉分校化学博士学位;1991-1995年在美国普林斯顿大学、加州大学伯克利分校从事博士后研究。曾担任中国科学院大连化物所分子反应动力学国家重点实验室主任、中国科学院大连化物所副所长,现任国家自然科学基金委化学科学部主任(兼)、中国化学会副理事长。杨学明院士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”。

  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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