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全世界等了整整一百多年,等一个诞生在中国本土实验室的诺贝尔物理学奖。北京时间10

全世界等了整整一百多年,等一个诞生在中国本土实验室的诺贝尔物理学奖。北京时间10月6日17点45分,斯德哥尔摩那通决定历史的电话就要拨过来了。

每到诺奖周,物理学奖永远是话题度最高的奖项之一,而今年国内网友的目光几乎全钉在了薛其坤院士和他的量子反常霍尔效应研究上。

开奖前这段时间,不管是海外专业机构的预测榜单,还是国内学界的讨论,几乎都把薛其坤院士放在了物理学奖的第一梯队,尤其是9月刚拿下的引文桂冠奖,更是直接把所有人的期待值拉到了顶点。

毕竟这个奖在圈内号称“诺奖风向标”,可不是随便说说的。自2002年设立到现在,一共选出了487位得主,其中有89位后来真的拿到了诺贝尔奖,换算下来命中率大概18%。别看18%好像不高,要知道这可是诺贝尔奖,全球顶尖科学家排着队等,能有这个概率已经堪称“神预言”了。

而且往年的规律是,先拿引文桂冠,隔个几年甚至十几年再拿诺奖是常态,今年薛院士刚入选就被推到热门榜首,说白了就是学界公认:这个成果,早就够诺奖的级别了。

可能有人会问,量子反常霍尔效应,听着这么玄乎,到底厉害在哪?我用大白话给你讲,你肯定能懂。咱们平时用的手机、电脑,用久了会发烫、耗电快,根源就在芯片里的电子。这些电子就像在拥挤的集市里乱跑的人,到处碰撞,既走弯路又产生热量,白白浪费能量。

后来科学家发现了量子霍尔效应,相当于给电子修了一条单向高速公路,电子沿着车道有序前进,碰撞少了,能耗也就低了。

但这个技术有个致命问题——得加超强磁场,强度是地磁场的几十万倍,产生这么大的磁场得配个冰箱那么大的设备,你总不能在手机里塞个冰箱吧?所以这项技术一直没法民用。

而量子反常霍尔效应,最“反常”的地方就是——不用外加磁场,材料自己就能让电子走上高速路。你没听错,不用那块大磁铁,照样能实现电子的有序流动,零损耗导电。

这相当于直接把之前的“不可能”变成了“可能”,如果未来能实现常温应用,咱们的芯片可能就再也不会发烫,手机充一次电用好几天,超级计算机的功耗直接砍到几分之一,摩尔定律的瓶颈说不定就这么被捅破了。

但你知道这事儿有多难吗?早在1988年就有物理学家提出了这个理论猜想,之后二十多年里,德国、美国、日本的顶尖实验室全都在冲这个实验,愣是没人做出来。

因为对材料的要求太苛刻了,既要内部绝缘,又要表面导电,还要自带磁性,就像要求一个人同时有短跑的速度、篮球的身高、体操的灵活,三样都占全。

薛其坤院士带着团队从2008年扎进这个领域,前前后后做了4年,生长测量了1000多个样品,终于在2012年底,在磁性拓扑绝缘体薄膜里首次观测到了量子反常霍尔效应。

当年杨振宁先生知道这件事后,说过一句分量很重的话:这是从中国实验室里,第一次发表出了诺贝尔奖级的物理学论文。

这句话不是客气,是实打实的行业地位。这之后全球十几个顶尖实验室都复现了这个结果,整个领域的研究方向都被带偏了——大家都开始沿着中国团队的路子往下走。

有人说,这成果离实际应用还远着呢,现在还得极低温环境才能实现。这话没错,但你要知道,诺贝尔奖奖励的从来不是马上能变现的产品,而是给人类打开一扇新大门的发现。

一百多年前爱因斯坦提出相对论的时候,没人知道它能用来造GPS;几十年前量子力学刚出来的时候,没人知道它能催生整个芯片产业。基础科学的突破,就是给未来埋种子,你不知道哪颗会长成参天大树,但你得先把种子种下去。

我觉得最燃的根本不是拿不拿奖,而是咱们终于有了能站在诺奖第一梯队的本土基础物理成果。以前咱们聊诺奖,总像是看别人家里办喜事,凑个热闹而已;

现在不一样了,我们有自己的种子选手,还是头号热门,这种感觉就像看奥运会自家运动员站在决赛起跑线上,手心都跟着冒汗。

不管那通电话最终打给谁,薛其坤院士和他团队的成果都已经钉在了物理学的历史上。一百多年的等待,我们等的从来不是一座奖杯,而是一句认可——中国的实验室,也能做出改变世界的基础科学发现。而这一天,已经来了。