
此次报告由理学部主任罗民兴院士主持。在本次报告会中王院士以“全量子化对凝聚态体系是否必要”为话题,介绍了他近期对于受限系统中水的行为与特性的研究成果,通过生活中最为普通的水与物理的结合,通过对两个引人入胜的问题的解答,为在场的师生上了一堂亦庄亦谐、寓教于乐的物理课。
水分子在形成团簇时到底如何排列?在目前的研究进展中,受到实验手段的限制,对于水团簇中具体信息的获取常常局限于水分子的个数,因此如何获得更多的信息成为当下难点。王恩哥院士通过对问题的细致思考,立足于最基本的信息获取源头,以在金属衬底上生长极薄的NaCl薄膜、加大偏压为手段,解决了金属衬底遮盖信息,团簇信息远离费米能级等难题。此外,在实验中还采用了探针针尖提取单个原子的手段,以获得有效的高分辨率物理图像,最终得以观察到了水团簇中氢键的顺时针或逆时针两种取向。这些看似简单的手段听上去不足为奇,但它们的背后是长达数月的埋头研究和不计其数的实验积累起来的丰富经验。
水分子是否可以在特定表面上分解?水分子中含有大量的氢,从水分子中提取出这份宝藏是所有科学家的梦想。在报告上,王院士首先介绍了研究前期理论计算与预测的不相符,并最终决定相信自己的计算,水在表面是稳定的。但是后续的实验结果让王院士不得不怀疑自己的计算,科学从质疑中来,王院士用有力的证据推翻了自己的计算结果,并引入经典与量子化的双模型,加入温度、压强的考虑,成功制作了水分子在特定表面的分解相图,最终证明水分子确实会在一些特定的表面分解,并且证明在凝聚态体系的研究中全量子化效应对结果的影响是显著的,具有决定性的。王院士的实验结果对后续的关于H元素的相关研究具有重大意义,可以带我们进入更深的物理层面,在凝聚态体系中具有重要地位。
报告的最后,王院士分享了自己在科研道路上的趣事,出于对物理问题唯一解的偏爱,他多次放弃了其他学科的邀请,一直坚持自己的物理道路,与水为伴多年。王院士脚踏实地,锲而不舍,奉行“把简单的事情做正确”的理念,便是科学家的坚持!