未来科学大奖675万奖金颁给他!奖励他打造出世界唯一最强光源

来源:我是科学人  时间:2022-08-23

今年是“未来科学大奖”的第7年。


这个被视为“中国诺贝尔奖”的重量级奖项,自创立起,就以其专业的评审流程和高昂奖金,成为学界“风向标”般的存在。每每公布获奖名单,都能贡献话题无数。


今年也不例外。


8月21日,“2022未来科学大奖”揭晓。很快,名单中三位获奖者的个人履历、研究方向成了众人关注的焦点。这其中,就有中国科学院院士、南方科技大学讲席教授杨学明。


“2022未来科学大奖”

杨学明此次摘得的,是三大奖项之一的“物质科学奖”,单项奖金高达100万美元(约675万元人民币)。除了在化学反应动力学领域取得的重要研究成果之外,杨学明最特别的一点是,他在研究中使用的很多先进科学仪器,都是由他主持设计、研制的。并且,这里面还有一个“世界唯一”!

原创先进科学仪器:世界唯一!


在2018年的一次采访中,杨学明曾兴奋地指着实验室里各种领先国际水平的仪器对记者说:“(这里面的)每个仪器,都是世界上独一无二的。”

他的底气源于,他本人正是这些仪器的“设计师”。

杨学明院士

杨学明的主要研究方向,是气相与表面化学反应机理和动力学研究,从研究方法来说,属于“实验科学”的一种,即所有结论必须以大量确凿的事实材料为依据。

怎么获得大量的事实材料?靠实验。

在以往的学习、研究中,杨学明发现,实验科学对科学仪器的需求度、依赖度非常高。但很多现成的科学仪器,即便技术水平先进,也很难和自己的实验需求完全匹配。想真正做出成果,还是得以问题为导向,设计出自己需要的实验仪器。

而“研制一个高亮度极紫外自由电子激光光源”,就是他在博士后期间,基于自己的研究方向许下的一个梦。

杨学明在大连化物所实验室

极紫外光,指的是电磁波谱中波长从121纳米到10纳米的电磁辐射,它几乎能电离所有组成普通物质的原子和分子,是对分子进行激发和软电离最有效的光源。如果想在原子分子水平上开展相关研究,这是不可或缺的一环。

2001年,杨学明出任中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大连化物所”)分子反应动力学国家重点实验室主任。安顿好一切后,他开始逐年展开这一仪器的相关研究工作。

按照杨学明的设想,一个成功的“极紫外光仪器”不但能发出最亮的极紫外光,还能在特定时间段拍下分子运动的“影片”,让科学家直接观测到电子的动态过程、分子的结构及演化,以及物质相变等现象,从而彻底开辟一个从未被探索过的世界。

但这个要求却让整个团队陷入了前所未有的困难——分子参与化学变化或物理变化的过程非常快,这个时间尺度通常都是在皮秒(1皮秒=1万亿分之一秒)内发生的……想快过这个速度,难度可想而知。

放弃,是不可能的。虽然难度极大,但杨学明还是和团队结合以往研究经验,最终拿出了一份可落地的详细规划,并于2014年,在大连市瓦房店长兴岛正式投入建设。

2018年,由杨学明主持研制的,基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置——大连相干光源,顺利通过验收。这也成为世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置,更是世界上最亮的极紫外光源!

没有什么比国家的肯定更重要


其实,只要对杨学明的个人履历稍作了解,就会知道,他能成为大连相干光源的“主设计师”绝非偶然。

1985年,杨学明在大连化物所获得硕士学位后,很快便前往美国加州大学圣塔芭芭拉分校攻读博士学位。此后的很长一段时间,他的工作重心都在美国。

那段时间,他先后在普林斯顿大学、加州大学伯克利分校从事研究工作,并在劳伦斯伯克利国家实验室师从诺贝尔化学奖获得者李远哲……2000年,杨学明被评为某研究所终身研究员。国际化学动力学专家在给他的评审信中,认为以他当时的研究表现,已经可以在美国最好的大学拿到终身教授资格。

但在杨学明心里,他始终觉得,自己的“归属”,永远在祖国:“在外总是有种‘漂’的感觉。”

杨学明与学生交流

2001年,杨学明受邀回到大连化物所访问。访问期间,他接到了时任大连化物所所长包信和的电话,邀请他回大连化物所工作。正是这通电话,让杨学明觉得:是时候回家了。

了解到杨学明“回家”的决心后,他的导师为他写了一封长达3页的推荐信:“在过去的30年内,跟我一起从事研究的研究人员约有140位,但其中真正学会各种复杂的交叉分子束相关实验技巧,而且能够设计、建造并从事精确的实验,到目前为止,可能非杨学明莫属。”

同年,杨学明出任大连化物所分子反应动力学国家重点实验室主任,成为国家重点基础研究规划项目“化学反应的本质及其选项”的首席科学家。而我国在这一领域的研究工作也在杨学明的带领下取得了很大进展,尤其是在交叉分子束实验方面,在短时间内已达到世界领先水平。

杨学明院士

就在今年2月,由杨学明和袁开军领导的研究小组,借助大连相干光源,揭示了星际介质中SH(X)/H2S丰度比的光化学原理,为修改相关天体化学模型提供了新的研究依据。

对他来说,最幸福的事莫过于:“新时代蕴含着新机会,你可以在科学的世界里尽情放飞思想。”

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/fTw71aWElu7QRBHbp2iuWA

 

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