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文汇报头版|年轻团队挑战时间空间“极限”

华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室5年引进科学家19人,平均年龄33岁


发布时间:2017-04-17

实验室59人中,入选省部级各类人才计划的共计47人次。

  在全国15家数理学部国家重点实验室中,华东师范大学精密光谱科学与技术实验室占得一席。夜晚降临,当学生们在丽娃河畔观赏美景时,有一批人在理科楼实验室“挑灯夜战”——对于灵敏度要求极高的实验,在夜晚做,往往是最好的。

  这是一个与华东师范大学共同成长的实验室,上世纪50年代建校时,华东师大有个分子光谱教研组,到2000年左右,建成了教育部重点实验室,2007年又挂上了国家重点实验室的牌子。

  去年,“国家杰出青年科学基金”获得者吴健从美国、德国留学归来,36岁的他担任重点实验室主任,这也是迄今为止最年轻的国家重点实验室主任。最近,吴健团队自主研制了一套分子多维精密测控平台,已经有多个国外知名课题组慕名来到上海,利用这个平台进行科研工作。

吴健向纽约大学董事会主席William Berkley、校长Hamilton一行介绍实验室情况

追求高灵敏高精度高分辨

  1981年诺贝尔物理学奖得主肖洛、2005年诺贝尔物理学奖得主霍尔都在他们的获奖感言中,表达了对华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室的感谢,因为测量精度、分辨率和灵敏度的每一次提高,都会推动科技向前发展一步。

  这是一个在时间、空间、频率、温度上不断追求极限的实验室,他们的目标是“三高”——高灵敏、高精度、高分辨。以时间为例,他们是国内较早和较好地掌握飞秒技术的团队。

  飞秒是10的-15次方秒,飞秒与秒的时间差就如同地球到太阳的距离。在这个尺度下,人们能看到分子中原子核的振动,不过想要看到更小的电子和离子的运动,就需要更短的时间尺度——阿秒。

  阿秒是10的-18次方秒,如何获得它是世界级难题。

  在研究中,把时间转换成空间是惯用手法,吴健团队发现,光子不仅有上下振动,还有左右偏振,光场振动一圈的周期是2.6飞秒,把时间投射到360度上,得出的每度时间是7.2阿秒。2013年,吴健团队首次用光场振动的方式在分子阿秒科学研究方面取得重要进展,成果发表在国际期刊《Nat.Commun》上。

  1秒到底有多长?对许多人来说这可能是一辈子都没考虑过的问题。“秒”的定义是时间标准的基础,目前通用“秒”的定义是以原子在微波波段上的跃迁为标准的,而“光钟”的定义则是以原子在光波波段上的跃迁为标准的,它的精度比微波钟要高很多。吴健领导的实验室正在做国内最好的光钟,挑战定义时间精度的极限。

用“组合拳”攻克世界级难题


  目前,实验室汇聚了59位科研工作者、十几个课题组,近5年来承担的科研任务多达200余项。在这里,每个课题组都“身怀绝技”:有最快的——阿秒团队;有最冷的——用激光法把原子冷却到极度接近绝对零度的纳G(温度单位“卡尔文”)级别,在这个尺度上能获得玻色-爱因斯坦凝聚态;有最懂单光子脾气的——很容易观察光子的能量吸收和变化。由于实验室在速度、频率、冷却、操控方面拥有独树一帜的技术,因此特别善于通过巧妙配置不同的技术解决科学难题,打出漂亮的“组合拳”。

  去年,他们攻克了分子精密测量与调控,建立了国际上第一个、也是迄今唯一的“分子强场电子-离子四体符合测量体统”。这个项目就是把实验室中4个各有所长的团队联合到一起攻关——冷原子团队负责“定”住原子;飞秒团队和光梳团队负责分子成像;善于控制单光子的团队负责观察。由于每个团队都能达到世界级水平,做出的科研成果自然也是世界级的。

用成就感留住年轻人

2012年回国时,武海斌组建超冷量子原子气体精密控制实验室

  在吴健领导的实验室采访,能感受到比较纯粹的科研氛围。他们会为一时无法找到实验数据与科学规律间的联系而困惑;也会为微观世界一个新现象的发现而喜悦。

  都说留人难,这个国家重点实验室近5年来,吸引了19位平均年龄在33岁的年轻人加入。为何能留住这么多年轻人?吴健道出了其中关键——成就感。

陈缙泉博士

Tim Byrnes博士

  2012年回国时,36岁的武海滨组建了超冷量子原子气体精密控制实验室,去年他在《科学》上发表论文,揭示强相互作用超冷费米原子气体所隐含的动力学对称性;38岁的吴光研究员主持开发的单光子探测器,已有近30台被国内8家科研单位使用……实验室59人中,入选省部级各类人才计划的共计47人次。

  这样的成就感极大地激励着有潜力的年轻人,让他们乐于选择在常人难以想象的尺度上不断精进。


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记者|沈湫莎 来源|文汇报头版 编辑|吴冬妮 吕安琪 



作者: | 信息来源:新闻网 | 浏览次数:1928

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