物理学研究

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诺贝尔物理学成果48年后终获数学证明!中科大少年班尹骏又出现了
量子位· 2025-08-24 12:38
研究突破概述 - 两位华人学者历经16年攻克Anderson模型的数学证明难题 这一成果是自1958年模型提出以来最重大的进展[1][2][32] - 突破性证明涉及一维带矩阵中电子离域化的严格数学验证 并已扩展至二维和三维场景[31][33] Anderson模型核心机制 - 模型解释半导体材料导电性突变现象:当掺杂原子使材料混乱度超过临界点时 电子从自由移动(离域)转变为被困(局域)[11][16] - 电子运动类比迷宫游戏:有序原子排列形成清晰通道(导电) 无序排列导致死胡同(绝缘)[13][15] - 该现象是半导体成为芯片材料的关键特性 既能导电又可绝缘 且状态可控[7] 数学证明突破细节 - 采用带矩阵特征函数分析:特征值分布范围(带宽)决定电子活动范围 带宽越宽电子越活跃[20][23] - 关键证明方法:通过随机矩阵理论调整矩阵 在保持特征函数不变的前提下简化计算[27][28] - 突破性结论:证明当带宽略宽于预测阈值时 特征函数值较小 电子处于离域状态[31] - 研究耗时16年 期间绘制超200张图表理清复杂方程 最终将循环方程拆解为线性链条求解[31][34] 研究者背景 - 姚鸿泽:哈佛大学数学教授 研究方向为数学解释物理现象 职业生涯长期聚焦Anderson模型[36][44][45] - 尹骏:中科大少年班98级校友 普林斯顿大学物理博士 现UCLA教授 曾获冯·诺依曼研究奖及斯隆奖[3][47][50] 理论跨领域影响 - Anderson模型提出者菲利普·安德森在1972年提出"涌现"概念 认为物理系统在不同复杂度会产生全新性质[52][53] - 该理论成为凝聚态物理学独立宣言 并对当前大模型领域的"涌现"现象研究具有奠基意义[54][55]
量子流体中首次观测到新型涡旋结构 酷似梵高名画中的弯月
科技日报· 2025-08-11 07:36
研究突破 - 日本大阪公立大学与韩国科学技术院研究团队首次在量子流体中观测到量子开尔文-亥姆霍兹不稳定性现象[1] - 研究团队在量子超流体中发现一种形态酷似梵高画作《星空》中弯月的新型涡旋结构即偏心分数斯格明子[1] - 该现象早在数十年前便被理论预测但从未在实验中直接观测到相关论文发表在《自然·物理学》期刊[1] 实验方法 - 团队将锂原子气体冷却至接近绝对零度制备出多组分玻色-爱因斯坦凝聚态量子超流体[1] - 在形成两股速度不同的量子流体交界面上首先出现波状指形结构类似经典湍流[1] - 在量子力学与拓扑学规则作用下生成特殊涡旋结构[1] 结构特性 - 偏心分数斯格明子是一种此前未知的拓扑缺陷呈弯月形包含嵌入奇点[2] - 与常见对称居中的斯格明子不同EFS打破了原有自旋结构造成尖锐畸变[2] - 该结构与《星空》画作右上角的弯月形态高度相似[2] 应用前景 - 斯格明子在磁性材料中因稳定性高尺寸小动力学特性独特而备受关注[2] - 在超流体中发现新型斯格明子为自旋电子学和存储器领域技术提供新思路[2] - 该发现有助于拓展对量子体系的理解[2] 后续研究 - 团队计划未来进行更高精度测量以验证19世纪有关KHI驱动界面波波长和频率的理论预测[3]
【科技日报】彭桓武:专门写纸条请年轻人为自己的论文把关
科技日报· 2025-06-06 09:09
人物背景 - 彭桓武是中国著名理论物理学家,1955年当选为中国科学院学部委员(院士),对中国第一代原子弹和氢弹的研究和理论设计作出重要贡献 [2] - 彭桓武曾获1982年国家自然科学奖一等奖、1985年国家科技进步奖特等奖、1995年何梁何利基金科学与技术成就奖、1999年"两弹一星功勋奖章" [2] 学术交流事件 - 1992年孙昌璞博士毕业后在杨振宁指导下进行博士后研究,发现彭桓武关于量子布朗运动的论文存在错误 [2] - 在杨振宁鼓励下,孙昌璞写信指出彭桓武论文中的问题 [2] - 彭桓武邀请孙昌璞到中国科学院理论物理研究所就此问题作学术报告,并承认论文错误 [3] - 彭桓武表示错误责任主要在自己,但也指出审稿人因他是名人而没有严格审稿 [3] 学术态度 - 彭桓武请孙昌璞对他未来的量子力学相关论文继续把关,体现对科学真理的尊重和科研严谨性的坚持 [3] - 该事件展现了科学进步需要勇气承认不足并通过修正接近真理 [3] - 杨振宁鼓励孙昌璞指出权威错误,体现"学术不应有等级高低之分,真理面前人人平等"的理念 [2]