对于大多数材料体系，只需要考虑电子的量子化，原子核则被当做经典粒子处理。然而对于质量较小的轻原子核（比如氢核），其量子效应（隧穿和零点运动）会异常显著，因此必须同时考虑电子和原子核的量子化，即：全量子化。核量子效应会导致轻元素材料（比如水）出现许多反常特性，但精确、定量的表征核量子效应非常具有挑战性，关键原因在于缺乏原子尺度上的实验表征技术。在这个报告中，我将汇报如何利用高分辨扫描探针显微术获得水分子的亚分子级分辨成像并实现对氢核的空间定位（1,2），以及这些技术在澄清水科学领域若干长期争论问题的应用（3-6）。此外，我也将展望凝聚态体系中核量子效应研究的机遇和挑战。 1. Nature Materials 13, 184 (2014).
2. Nature Communications 9, 122 (2018)
3. Nature Communications 5, 4056 (2014).
4. Nature Physics 11, 235 (2015).
5. Science 352, 321 (2016).
6. Nature 557, 701 (2018)
报告人简介：江颖，北京大学物理学院量子材料科学中心长聘教授，国家杰出青年基金获得者。主要从事凝聚态物理和物理化学研究，重点关注原子尺度上的物性及非平衡超快动力学过程。近年来，研发了一套超高分辨扫描探针显微成像和谱学技术，在单量子态的精准探测和操控研究方面取得了一系列突破性成果，尤其是实现了氢原子的空间成像和精确定位，首次在原子尺度上揭示了水的核量子效应。发表论文40余篇，其中包括《科学》2篇、《自然》1篇、《自然》子刊6篇，综述文章5篇。曾入选国家首批“万人计划”青年拔尖人才（2012）、英国皇家物理学会IOP-JPhys Emerging Leaders（2016）、教育部“长江学者奖励计划”青年学者（2017），获国家杰出青年科学基金资助（2017），获陈嘉庚青年科学奖（2018）。其研究成果曾入选中国十大科技进展新闻（2016）和中国科学十大进展（2017）。 |
