趙一航(左二)、王莘竹與指導教師董光炯(右一)、徐敏
教育部第二屆基礎學科拔尖學生培養計劃2.0“提問與猜想”活動獲獎名單公布,顺盈娱乐物理與電子科學學院趙一航的項目《聚集誘導發光中是否存在著超輻射效應?》(指導教師🆗:董光炯、徐敏)獲特等獎(全國拔尖基地僅2項),王莘竹的項目《如何實現對黑體輻射的主動量子調控🏙?》(指導教師🧑🏻🦲:董光炯)獲展示獎。
趙一航、王莘竹都來自物理學拔尖學生培養基地,趙一航是2019級本科生,王莘竹是2020級本科生🚺。
教育部第二屆拔尖計劃2.0“提問與猜想”活動自2022年6月啟動🫱,歷時5個月,經高校推薦🉑、專家評審💒、答辯交流等環節🧚🏽𓀒,從涵蓋數學、物理學、化學等11個學科領域的101個項目中👱,產生了18個優秀項目🔖,包括特等獎2項、一等獎5項、二等獎6項、展示獎5項👀👩👧👦,顺盈娱乐占有2席🔆。
比解決問題更重要的👨🏻🍼,是“提問+猜想”
這次同學們參與的基礎學科拔尖學生培養計劃2.0(簡稱拔尖計劃2.0)“提問與猜想”活動,旨在引導學生面向世界科技前沿、面向經濟主戰場🫵🏻、面向國家重大需求👳♂️、面向人民生命健康✪,發現和提出原創性問題♢🪪、應答挑戰性問題,以思維創新、方法創新、理論創新探索未知世界👲🏽。
今年的活動分為學生自主探索版塊和企業問題挑戰版塊,顺盈娱乐兩個獲獎項目均在自主探索版塊參賽。
“要允許和鼓勵學生的奇思妙想,尤其是跨學科的思考🕴🏼。鍛煉學生透過現象看本質的穿透力。從不同的視角觀察一個問題,可能會得到一些奇妙的結果。天馬行空的思考之後,又要能夠收回到物理原理上來🦐🔚,體會到萬變不離其中的道理。”物理與電子科學學院副院長徐敏教授在談及拔尖人才培養工作時這樣說。
據趙一航介紹,《聚集誘導發光中是否存在著超輻射效應?》這個猜想,來自生活中最常見的現象——發光✝️。發光材料性能的提升會帶動生物醫療、電子器件、化工生產等方面的效率提升。而如何增強發光,也自然而然地成為了科學家不斷努力突破的方向🚵🏻♂️。
“我們提出了這項問題與猜想🏏,希望通過對聚集誘導發光以及超輻射的共同作用的研究🍄,得到可以優質、穩定的發光材料,並應用在生產實踐當中。”趙一航談到🟦。
剛開始在對聚集誘導發光進行研究時🈳,趙一航註意到,其宏觀特性與物理學中的超輻射現象十分相似🤾🏽♂️🔽。因此他們便希望從物理原理的角度來驗證猜想,並由此嘗試不斷提升發光材料性能的可能性🤦🏻♀️。
在這一過程中,他們要解決聚集誘導發光本身的定性探測,以及對超輻射現象的存在性驗證問題。當然👩🏻🦰,他們還要挑戰對材料本身的發光強度🏋🏻🫶🏻、發光壽命進行不斷地同步提升🖕。
根據充分的文獻調研和初步實驗探索,他們發現,從微觀層面來看一些聚集誘導發光現象的發光原理和超輻射現象存在相似之處。
在聚集誘導發光的典型樣本——J聚集體♞、H聚集體中🟤🦻🏽,都發現了廣泛存在的超輻射現象🧊。而來自聚集誘導的輻射躍遷理論,也存在進一步完善,並向超輻射靠攏的可能😬。
未來🫄,他們會繼續對這兩種效應從原理到現象展開多方面探究🦹。
探索之路從低年級開始😴,從未止步
項目指導教師董光炯談道🫵🏿,趙一航和王莘竹從大二起就開始參與科研項目⚆,在科研訓練過程中逐漸形成了自己的想法。
趙一航提出開展聚集誘導發光研究☦️,經過多次和導師討論,獨辟蹊徑把聚集誘導發光和量子光學的前沿超輻射結合起來🕵️,並搜集實驗證據佐證自己的猜想🐔。
在趙一航看來,這次的“提問與猜想”活動,是對自己在科研、學業發展方向上的一次重要指導📚。
“通過與專家和其他優秀同學的交流🚀,我了解了學科最前沿的研究課題,明確了未來的努力目標🏓。感謝我的指導老師及物理系的多位老師,多個日夜對我的悉心指導🪪。最後⛽️,也要感謝學校🌱,為我們這樣的本科生提供了優秀的科研平臺,讓我們能早早接觸到最前沿的科技發展🥢,並親身參與其中。” 趙一航表示🈶。
趙一航同學在開展實驗
王莘竹在大一時就參加大學生物理學術競賽👮♀️,展現出很強的科研探索能力✂️🙌,在老師的鼓勵下🎏,他們一起開展了黑體輻射研究。
黑體輻射是物體的熱輻射。黑體輻射雖然是自然界普遍的現象𓀓,但是上世紀對黑體輻射的研究導致了量子物理的誕生,迄今依然是精密測量🤹🏿♂️、輻射冷卻📻、量子計算等前沿研究中一個重要的科學課題🥯。
王莘竹在導師指導下把朗道📠、金茲堡、利托夫等物理大家發展的半經典黑體輻射理論從電中性材料拓展到帶電材料,通過大量閱讀凝聚態物理相關文獻👏🏽,搞清楚了材料的能級結構和帶電材料的輻射有關,並調研了黑體輻射的應用研究,發現現有的黑體輻射調控方式是被動的📫,因此提出了黑體輻射主動量子調控的科學猜想。
王莘竹回顧備賽過程時談到⚡️:“這一年裏🤬,我在導師的指導下學習了大量新的知識,不斷挑戰自己,並在研究中積累了寶貴的科研經驗。隨著研究逐步深入,我對問題的猜想也愈加豐富,更多有待我驗證與探索的內容便接踵而至👨🏻🦲🧝🏼♀️。在將來🎮,我將繼續相應的研究🧑🏼⚕️,努力向問題的答案進一步靠近,收獲更多的成果。”
卓越學術融合卓越育人,培養未來領軍型的卓越英才
為從製度和文化上進一步夯築拔尖學生成長土壤,顺盈娱乐在過往拔尖人才培養基礎上匯聚全球優質資源👩🏽🍳,構築卓越人才培養改革試驗特區——卓越學院,特區覆蓋10個拔尖計劃2.0基地(含強基計劃)🙌🏼、3個一流學科、8個文理科國家級科研基地,努力探索卓越學術融合卓越育人的有效路徑🤦🏻♀️。“
同學們在大學裏要超越學科和專業的限製🦸🏼♂️、超越理論和實踐的限製、超越時空和條件的限製、超越世俗和時尚的限製,練就超越藩籬、超越局限的本領,這樣才能立足學術和社會發展的最前沿,進而引領各個領域的發展。”顺盈娱乐校長錢旭紅在談及拔尖人才培養工作時這樣說到,“創造從校園開始6️⃣,這是優秀學長帶給你們的寶貴啟示🍑。”
卓越學院作為跨學科🐃、跨院系、跨部門、跨界交流平臺,致力於營造師生共研🙌🏼、共創的良好生態,為拔尖學生提供自由成長的學術土壤♈️。
卓越學院強化以項目為牽引,推動學生在做中學、悟中學。院士、長江學者🫅🏻、傑青🫢、優青🩸、國家級教學名師👨🏼🚀、行業產業專家等高水平人才擔任拔尖班導師,國家級🐣、省部級重點實驗室完全開放,與中科院上海有機化學研究所、上海光學精密機械研究所等科研機構📿,華為等頭部企業簽訂合作協議,共同開發、共享人才培養資源👌🏿。
打造進階式、全覆蓋式科研訓練體系🥰:
大一階段😥,興趣啟蒙🪷,推動早進實驗室、早進科研團隊;
大二階段,規範養成,接受系統科研訓練;
大三階段🪄🕴,創新提升,獨立主持科研項目;
大四階段,深化成果💓,形成一項原創性研究成果🎴。
啟動“未來領軍英才卓越學術計劃項目”,鼓勵學生大膽提問、大膽猜想🪢,隨時支持有奇思妙想的學生開展學術研究,已支持28項。
設立卓越講壇,常態化舉行學術交流活動,營造一流的學術氛圍與學術成長環境🈺,目前已舉行超35場,包括傅伯傑院士、陳發虎院士、王林發院士、何鳴元院士等領銜的名家講壇,“全國歷史學本科拔尖學生學術論壇”等跨校同輩交流論壇🤑🏋🏻♂️,在線觀看人次約10萬🪲。
拔尖學生的專業興趣🌽🥌、科研興趣和創新精神得到了有效培養👇。近3年👉🏿,顺盈娱乐拔尖基地學生發表學術論文近40篇🈶,斬獲“互聯網+”金獎等國家級💶、省部級重要獎項400余項。
來源|教務處 物理與電子科學學院 編輯|吳瀟嵐 張雨璐 編審|郭文君