南方科技大學(xué)（簡(jiǎn)稱南科大）是深圳在中國(guó)高等教育改革發(fā)展的時(shí)代背景下，創(chuàng)建的一所高起點(diǎn)、高定位的公辦創(chuàng)新型大學(xué)，它肩負(fù)著為我國(guó)高等教育改革發(fā)揮先導(dǎo)和示范作用的使命，并致力于服務(wù)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)和深圳創(chuàng)新型城市建設(shè)。南科大被確定為國(guó)家高等教育綜合改革試驗(yàn)校。2012年4月，教育部同意建校，并賦予學(xué)校探索具有中國(guó)特色的現(xiàn)代大學(xué)制度、探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的重大使命。
近兩周南方科技大學(xué)科研成果突出，在《Nature》、《Science》連發(fā)三文：
- 2020年4月29日，南方科技大學(xué)生物系教授郭紅衛(wèi)課題組在《自然》（Nature）雜志發(fā)表了以“Plant 22-nt siRNAs mediate translational repression and stress adaptation”為題的研究成果。該論文通過(guò)在特定突變體中鑒定到大量植物內(nèi)源22nt siRNA，揭示了擬南芥22nt小RNA介導(dǎo)翻譯抑制與脅迫適應(yīng)性的重要生物學(xué)功能，是植物小RNA領(lǐng)域的一項(xiàng)突破性研究成果。
- 4月30日，南方科技大學(xué)工學(xué)院材料科學(xué)與工程系副教授劉瑋書(shū)課題組與美國(guó)國(guó)家工程院院士、麻省理工學(xué)院教授陳剛課題組在離子型室溫?zé)犭姴牧仙汐@得重大突破，通過(guò)離子的擴(kuò)散熵與氧化還原電對(duì)反應(yīng)熵的協(xié)同效應(yīng)在準(zhǔn)固態(tài)離子凝膠中實(shí)現(xiàn)了高達(dá)17 mV/K的巨熱電勢(shì)效應(yīng)。研究成果以First release的形式發(fā)表在頂級(jí)期刊《科學(xué)》（Science）上。
5月8日，南方科技大學(xué)理學(xué)院院長(zhǎng)、化學(xué)系講席教授、中國(guó)科學(xué)院院士楊學(xué)明和化學(xué)系助理教授楊天罡應(yīng)邀在《科學(xué)》雜志（Science）發(fā)表評(píng)述文章“Quantum resonances near absolute zero”，討論趨近絕對(duì)零度的原子與分子碰撞過(guò)程中量子散射共振研究的進(jìn)展。楊天罡為文章第一作者，楊學(xué)明為文章通訊作者，南科大為第一通訊單位。
原子與分子的碰撞傳能以及化學(xué)反應(yīng)過(guò)程受量子力學(xué)的規(guī)則控制。理解量子效應(yīng)在原子與分子碰撞中的作用是理解能量傳遞以及化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的根本。而量子效應(yīng)在低溫下能夠更好保存，因此低溫條件對(duì)碰撞結(jié)果的影響會(huì)更加顯著。量子散射共振給實(shí)驗(yàn)提供了一種觀測(cè)碰撞過(guò)程中量子效應(yīng)的方法，但由于其壽命很短，實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的挑戰(zhàn)巨大。
評(píng)述文章詳細(xì)介紹了同期《科學(xué)》雜志發(fā)表的關(guān)于極低溫量子散射共振的研究工作。通過(guò)利用斯塔克減速技術(shù)產(chǎn)生的NO(j=1/2f) 束源和冷He束源結(jié)合高分辨的速度成像技術(shù)，荷蘭科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了碰撞能0.3 ~ 12.3 K下NO+He體系的高分辨非彈性散射動(dòng)力學(xué)研究，并觀測(cè)到了多個(gè)共振現(xiàn)象。更有意思的是，這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果只能用CCSDT(Q)下發(fā)展的一個(gè)最新的精確勢(shì)能面上的計(jì)算來(lái)描述，也表明了在此非彈性散射系統(tǒng)中，實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到的量子散射共振圖像可以精確測(cè)試量子計(jì)算結(jié)果，幫助理解量子效應(yīng)在原子分子碰撞能量傳遞中的作用。
評(píng)述文章還介紹了一個(gè)趨近絕對(duì)零度量子散射共振在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)揮重要作用的例子。F+H2→HF+H 反應(yīng)是星際化學(xué)中產(chǎn)生HF分子的重要過(guò)程。但是F+H2反應(yīng)具有1.8 kcal/mol高度的勢(shì)壘（629 cm-1），經(jīng)典模型下在接近絕對(duì)零度時(shí)這個(gè)反應(yīng)幾率是完全可以忽略的。2019年，大連化物所研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)利用H原子里德堡態(tài)標(biāo)示時(shí)間飛渡譜技術(shù)，觀測(cè)到了反應(yīng)溫度低至14 K（9.8 cm-1）時(shí)此反應(yīng)仍然發(fā)生的證據(jù)，同時(shí)觀測(cè)到了約 40 cm-1碰撞能的一個(gè)反應(yīng)共振峰。進(jìn)一步理論分析表明，F(xiàn)+H2在低溫時(shí)的反應(yīng)性，是通過(guò)反應(yīng)共振態(tài)所增強(qiáng)的隧穿效應(yīng)而產(chǎn)生的，而不是通常簡(jiǎn)單的隧穿效應(yīng)，這也是在接近絕對(duì)零度下此反應(yīng)仍然可以發(fā)生的原因。如果將共振態(tài)所導(dǎo)致的共振增強(qiáng)效應(yīng)移除，F(xiàn)+H2（v=0，j=0）在10K溫度以下的反應(yīng)速率常數(shù)，會(huì)降低三個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
圖1. F+H2→HF+H反應(yīng)過(guò)程中超冷化學(xué)反應(yīng)共振的物理圖像
文章最后指出，趨近絕對(duì)零度量子共振的研究進(jìn)展得益于新的分子束方法以及新的探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，精確的理論和實(shí)驗(yàn)之間的互動(dòng)推動(dòng)這一領(lǐng)域的發(fā)展。量子散射共振研究有助于更加深刻理解氣相碰撞中的傳能以及反應(yīng)過(guò)程，對(duì)于理解復(fù)雜體系如星際化學(xué)，大氣以及燃燒等過(guò)程也具有重要意義。
楊學(xué)明主要從事氣相及表面化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究，發(fā)表300余篇論文，其中Science 12篇，Nature 1篇，研究成果兩次入選中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞。現(xiàn)任國(guó)家自然科學(xué)基金委化學(xué)部主任，中國(guó)化學(xué)會(huì)第三十屆理事會(huì)副理事長(zhǎng)，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)Science Advances副主編、美國(guó)化學(xué)會(huì)Journal of Physical Chemistry A/B/C高級(jí)編輯、Chinese Journal of Chemical Physics主編，以及Chemical Society Reviews等雜志的編委。
楊天罡研究方向?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)的微觀機(jī)理、冷分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、量子調(diào)控與精密測(cè)量。從事研究工作以來(lái)，緊密?chē)@反應(yīng)共振態(tài)在化學(xué)反應(yīng)中的作用、量子隧穿效應(yīng)在低溫星際化學(xué)中的應(yīng)用以及低溫離子分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展系列工作，相關(guān)成果多次在Science、Nat. Chem.、J. Phys. Chem. Lett. 等國(guó)際權(quán)威期刊上發(fā)表。
原文鏈接：
https://science.sciencemag.org/content/368/6491/582
楊學(xué)明個(gè)人主頁(yè)：
http://faculty.sustech.edu.cn/yangxm/
楊天罡?jìng)€(gè)人主頁(yè)：
http://faculty.sustech.edu.cn/yangtg/
參考文獻(xiàn)：
