在量子世界中探索奥秘(科技自立自强·青年科学家)(2)
怎样消除升温、振动、湿度变化等带来的影响?经过一次次尝试,杜灵杰发现,“做减法”这条路走不通,那就只能“做加法”:他和学生们从头开始设计,使用新的特殊材料减震,通过光学干涉来降低热辐射,一点点攻克难题。
为了让各项指标符合实验要求,从2019年8月到2022年8月,历时整整3年,杜灵杰终于带领团队从无到有设计组装出实验装置,放置在一间“攒出”的恒温恒湿“超净间”中。这个大型装置长约8米、宽约5米、高约9米,具备光源和探测器,如同超大号“显微镜”,又像是超级“望远镜”。
2022年下半年,这台“望远镜”开始投入运行。在之后的4个月中,杜灵杰团队夜以继日在量子阱中寻找着引力子激发存在的证据,却始终一无所获。
杜灵杰并不灰心。他将自己关在房间里,反复对比大量数据,终于从海量数据里发现了引力子激发的微弱信号。之后他们在分数量子霍尔效应中测量出这一信号具有自旋为2的特性,进一步确认了其是引力子激发。
杜灵杰开心极了,他以为经过长途跋涉,终于迎来成功。然而现实却给了他当头一棒。凝聚多年心血撰写的论文被《自然》杂志退回了,理由是“证据不足”。
前路又迷茫起来。
打破思维定势,迎来科研突破
还没有从投稿被拒的阴影中走出来,杜灵杰又遭到了一次打击。
去年7月召开的一次国际会议上,一名专家向杜灵杰提出问题:“引力子激发自旋为2,但自旋为2的一定是引力子激发吗?”
这一下把杜灵杰问住了。“此前,我一直陷在思维定势里,和同行们一样,对领域中的‘硬骨头’采取回避态度。现在必须正面攻克,我意识到,探索的道路还非常漫长。”杜灵杰说。
回到实验室,他重新振作起来。“文章发表固然重要,但是对科学工作者来说,更重要的是把科学问题搞清楚。我们向科研前沿发起挑战,即使失败了,至少能排除一种方案,也算是一个成功。”他这样鼓励自己。
这回,杜灵杰关注到了此前不曾关注的数据,意识到极小动量的激发测量是解决问题的关键,从而设计了新的实验,“经过半年的测量,我们发现,激发信号除了自旋为2这个最显著特性之外,还有一项关键特性——具有特征能量。”
今年1月,杜灵杰受邀参加了一场分数量子霍尔效应领域的国际会议。这次,他拿出有力的实验证据,解答了去年被质疑的问题。包括之前那名专家在内的与会学者向这名青年科学家报以掌声。分数量子霍尔效应引力子的实验发现得到了国际学界的认可。3月,杜灵杰团队的论文在《自然》杂志发表,这也是世界上首次观察到引力子在凝聚态物质中的新奇准粒子。
“人生没有标准答案,做科研是不断打破思维定势的过程。”这是杜灵杰的亲身感受,也是他的人生态度。对于未来的研究方向,他同样不设限,“对纯粹的物理世界的兴趣,引领着我不断去拓展新的领域,研究新的课题,探索自然科学的奥秘。”
《 人民日报 》( 2024年04月22日 11 版)
(责编:岳弘彬、牛镛)
关注公众号:人民网财经