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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,斯德哥尔摩将拨通那通重磅电话。

每届诺贝尔物理学奖揭晓前后,总能引发大量关注与热议。今年国内公众的视线,基本都聚焦在了薛其坤院士和其团队的量子反常霍尔效应研究上。

开奖前这段时间,各路预测榜单几乎都把薛其坤院士放在了物理学奖第一梯队,尤其是9月刚拿下的引文桂冠奖,更是把大家的期待值拉到了顶点。

毕竟这个奖号称“诺奖风向标”,自2002年设立以来,已经有89位得主后续拿到了诺贝尔奖,命中率高得离谱。也难怪不少人提前就开始预热,说这次大概率要见证历史,填补中国本土物理诺奖的空白。

可能有人会问,一个听着就玄乎的“量子反常霍尔效应”,到底凭什么能让这么多人牵肠挂肚?其实这事说穿了一点都不复杂,你就想想自己的手机、电脑用久了为啥发烫?根源就在芯片里的电子。

平时这些电子就像下班高峰期的车流,在芯片里横冲直撞,互相碰撞的过程中就产生了热量,还白白耗掉了大量电量。

早在一百多年前,科学家就发现了霍尔效应:给材料加上磁场,就能让电子拐着弯走,相当于给车流分了车道。后来又发展出量子霍尔效应,电子能彻底排好队,沿着边缘乖乖往前走,几乎不碰撞、不发热。

但这个技术有个致命毛病——得外加一个超强磁场,差不多是普通冰箱贴磁场的几万倍,设备大得占半间实验室,根本没法塞进手机、电脑这种消费电子里。

而薛其坤团队找到的量子反常霍尔效应,说白了就是把“外加磁场”这个累赘给扔了。靠特殊的拓扑磁性材料本身,就能让电子自动分道行驶,跑出一条几乎零损耗的“电子高速公路”。

不用加磁场,就意味着这个技术未来有希望小型化,真的用到日常电子设备里。真要是实现了,不光是手机不发烫、续航翻几倍,下一代低功耗芯片、量子计算的硬件基础,都可能从这个效应里生长出来。

但这事说起来简单,做起来难到离谱。早在1880年,反常霍尔效应就被发现了,可它的量子化形态,物理学界找了130多年都没找到。要让材料同时满足拓扑绝缘、内禀磁性这些苛刻条件,差一点都不行。

薛其坤带着团队从2008年开始扎进去,整整4年时间,生长、测量了1000多个样品,一点点打磨材料精度,终于在2012年底的实验室里,第一次捕捉到了量子反常霍尔效应的信号。

2013年成果发表在《科学》上的时候,杨振宁先生直接给出评价:这是第一篇从中国本土实验室里出来的诺贝尔奖级物理学论文。

从那之后每年诺奖季,薛其坤院士都要被网友拉出来“提名”一次,大家从2013年盼到2026年,足足盼了13年。今年眼看着风向标都到位了,不少人都觉得稳了,结果最终奖项颁给了在南极冰立方中微子天文台做出贡献的弗朗西斯·哈尔岑。

消息出来的时候,网上不少人喊遗憾,说又陪跑了。但其实真的没必要太纠结于这一座奖杯。诺奖的评选从来都有滞后性,很多成果要等二三十年,影响力完全铺开了才会获奖。

整数量子霍尔效应从发现到拿诺奖等了16年,分数量子霍尔效应等了19年,而薛其坤团队的成果到现在才14年,从时间上来说,还远没到“尘埃落定”的时候。

这项成果的价值,从来不需要一座奖杯来证明。它是凝聚态物理领域公认的里程碑,早就写进了全球的物理教科书。关键是,这是完完全全在中国本土的实验室里,由中国科学家主导完成的从0到1的突破。

往前数一百多年,我们在基础物理领域大多是跟着别人的脚步走,验证别人的理论,而这一次,是我们率先摸到了物理学界的新边界。

我们等了百余年的那座诺奖,本质上等的从来不是那笔奖金、那枚奖章,而是等一个信号——等中国的基础科研真正站到世界第一梯队的信号。