科技日?qǐng)?bào)記者 王祝華 實(shí)習(xí)生 梁淑儀
“人類(lèi)目前已知的最短時(shí)間是多少？如果把1秒分成100億億份，1阿秒就是其中的一份。”
5月30日，在海南大學(xué)理論物理研究中心教室，正在給學(xué)生們講解阿秒知識(shí)的楊瑋楓教授，聲音溫和而堅(jiān)定。每每講到興奮處，他的眼中閃爍著知識(shí)的光芒。不久前，他和團(tuán)隊(duì)在電子隧穿動(dòng)力學(xué)研究方面取得重要突破。
楊瑋楓是海南大學(xué)物理與光電工程學(xué)院、理論物理研究中心教授。過(guò)去的二十多年，他走過(guò)國(guó)內(nèi)外許多城市，輾轉(zhuǎn)過(guò)數(shù)個(gè)崗位，變換了數(shù)個(gè)身份。但多年來(lái)唯一不變的，是他鉆研基礎(chǔ)物理學(xué)的熱忱之心?！拔锢韺W(xué)已經(jīng)成為我生命的一部分。”楊瑋楓說(shuō)。
“解決了電子動(dòng)力學(xué)遍歷所有路徑的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)”
2001年，維也納技術(shù)大學(xué)光學(xué)研究所在實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生了阿秒脈沖，打開(kāi)了研究電子動(dòng)力學(xué)的大門(mén)；2023年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予超快激光科學(xué)和阿秒物理領(lǐng)域的三位科學(xué)家，以表彰他們?yōu)檠芯课镔|(zhì)中的電子動(dòng)力學(xué)而產(chǎn)生阿秒脈沖的實(shí)驗(yàn)方法。
“阿秒脈沖的出現(xiàn)為觀察電子超快動(dòng)力學(xué)過(guò)程提供了前所未有的工具，我們要做的就是將過(guò)去科學(xué)家們認(rèn)為難以觀察捕捉的電子運(yùn)動(dòng)，生動(dòng)直觀地呈現(xiàn)在人們眼前?！睏瞵|楓介紹道。
那么，如何從阿秒測(cè)量中分辨提取電子時(shí)空動(dòng)力學(xué)信息？站在巨人肩膀上，楊瑋楓沒(méi)有停止進(jìn)一步的科學(xué)追問(wèn)。
科研的旅途不可能總是一帆風(fēng)順，也常常布滿(mǎn)荊棘與坎坷。日益精密的實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)對(duì)理論計(jì)算方法的精確性提出了更高的要求。楊瑋楓解釋?zhuān)骸皬?qiáng)場(chǎng)阿秒的測(cè)量主要基于在阿秒時(shí)間尺度內(nèi)對(duì)超快電子動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行逐幀成像。如果使用傳統(tǒng)的遍歷路徑算法，要遍歷每條軌道，就是把每條路的每一步都走一遍。這樣數(shù)據(jù)量和計(jì)算量非常大，根本無(wú)法完成。”
經(jīng)過(guò)不斷試錯(cuò)，數(shù)百次驗(yàn)證，楊瑋楓團(tuán)隊(duì)最終提出了深度學(xué)習(xí)費(fèi)曼路徑積分的強(qiáng)場(chǎng)動(dòng)力學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)大于2個(gè)數(shù)量級(jí)加速比。
這種方法不僅可以直觀表達(dá)抽象的微觀粒子的超快動(dòng)力學(xué)過(guò)程，更重要的是打破了超快時(shí)空動(dòng)力學(xué)中分析計(jì)算數(shù)據(jù)量巨大、信息分辨率低等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。同時(shí)，這種方法可以應(yīng)用于簡(jiǎn)單原子系統(tǒng)，并推廣至解決復(fù)雜系統(tǒng)，如納米結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體材料等傳統(tǒng)遍歷軌道算法不能解決的超快動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，開(kāi)啟了智能算法與超快時(shí)空信息提取交叉融合的新方向。
楊瑋楓和團(tuán)隊(duì)的執(zhí)著，換來(lái)了今天的成長(zhǎng)與收獲，贏得了專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的高度贊譽(yù)。由意大利羅馬大學(xué)、費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室等著名研究機(jī)構(gòu)科學(xué)家組成的國(guó)際聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，這樣評(píng)價(jià)他們：楊瑋楓團(tuán)隊(duì)的成果“解決了電子動(dòng)力學(xué)遍歷所有路徑的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)”。
“我希望我的學(xué)生能比我更優(yōu)秀”
“我打小就崇拜老一輩物理學(xué)家，他們對(duì)科學(xué)的純粹追求是我做研究的真正驅(qū)動(dòng)力?！睏瞵|楓說(shuō)，于他而言，做研究是一件充滿(mǎn)樂(lè)趣的事情。
一粒種子一旦播下，就有可能成長(zhǎng)為一棵參天大樹(shù)。
2004年，楊瑋楓考入中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所，師從我國(guó)強(qiáng)場(chǎng)超快物理的開(kāi)拓者、著名物理學(xué)家徐至展院士和龔尚慶研究員。2010年，楊瑋楓進(jìn)入量子力學(xué)的發(fā)源地之一——慕尼黑大學(xué)索末菲理論物理中心，師從阿秒領(lǐng)域著名科學(xué)家Armin Scrinzi教授，開(kāi)展博士后研究。自此，楊瑋楓堅(jiān)定地踏上了物理學(xué)基礎(chǔ)研究——原子分子物理與阿秒時(shí)間測(cè)量的研究之路。
“選擇一件有意義的事，然后一直堅(jiān)持下去。”楊瑋楓對(duì)記者說(shuō)，很慶幸自己在科研的每一個(gè)階段，能得到學(xué)界名師的指點(diǎn)，他們的探索精神和科研經(jīng)驗(yàn)，成為其人生之路最寶貴的財(cái)富。
自2021年始，楊瑋楓選擇扎根海南大學(xué)。作為一名高校教育工作者，他堅(jiān)信，教書(shū)育人是不可忽視的重要使命?！拔姨貏e喜歡教學(xué)，通常會(huì)提前兩到三周把課備好?！睏瞵|楓說(shuō)，一個(gè)好的大學(xué)老師，不僅需要對(duì)某一領(lǐng)域有比較深入的研究，還要能把研究?jī)?nèi)容有機(jī)地融合到課堂教學(xué)中。
楊瑋楓不僅是團(tuán)隊(duì)中的領(lǐng)軍人物，還無(wú)時(shí)無(wú)刻不關(guān)心年輕人的成長(zhǎng)。他的學(xué)生告訴記者，楊教授每天都會(huì)跟團(tuán)隊(duì)成員作討論，并定期組織開(kāi)展討論會(huì)，及時(shí)調(diào)整研究思路，指導(dǎo)他們開(kāi)展研究工作。
“導(dǎo)師的教誨讓我受益終身。我希望我的學(xué)生能比我更優(yōu)秀！”楊瑋楓表示，科研的傳承不僅僅是知識(shí)的傳遞，更是科學(xué)價(jià)值觀的塑造。
責(zé)任編輯： 冷媚本文鏈接：http://www.3ypm.com.cn/news-2-7135-0.html楊瑋楓：執(zhí)著探索“阿秒”的奧秘
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