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今年诺奖物理奖,深圳真有可能出个得主? 10月6日揭晓,一位中国科学家的名字,

今年诺奖物理奖,深圳真有可能出个得主?

10月6日揭晓,一位中国科学家的名字,很可能再次刷屏。薛其坤,南方科技大学校长、中科院院士。9月,科睿唯安2026年度“引文桂冠奖”公布,他凭量子反常霍尔效应实验观测,跻身物理奖名单。

这可不是普通的学术荣誉,分量重到足以牵动整个全球物理学界的目光。引文桂冠奖向来被公认为诺贝尔奖最精准的 “风向标”,自 2002 年设立至今,已有 89 位得主先后斩获诺贝尔奖,命中率高到堪称学界 “预备役名单”。

能挤进这份榜单,基本等于被全球顶尖学界集体盖章:你的研究成果,已经站在了诺奖级的门槛上。而薛其坤攥在手里的,是一个卡了全世界物理学家一百三十多年的硬核突破 —— 量子反常霍尔效应。这词听着生僻,道理其实很直白。

我们日常用的手机、电脑、芯片,之所以用久了发烫、耗电快、性能卡脖子,根子全在电子的 “无序”。电子在导体里横冲直撞,像堵在老城区巷子里的车,你挤我碰,大量能量都变成热量白白耗散掉了。

早在 1879 年,人类就发现了霍尔效应,后来又演化出量子霍尔效应,能让电子沿着材料边缘有序通行,几乎零损耗。但这个效应有个致命的死穴:必须外加一块强度是地磁场几十万倍的超强磁场。配套设备得有屋子那么大,成本高得离谱,根本不可能塞进手机、笔记本这种消费电子里。

谈商用?完全是天方夜谭。1988 年,有物理学家提出了一个大胆的设想:能不能不靠外加磁场,靠材料本身的自发磁性,实现量子霍尔效应?这就是量子反常霍尔效应。理论上堪称完美,可实验层面却成了公认的世界级难题。

之后二十多年,全球顶尖实验室前赴后继,没人能拿出实打实的观测证据。薛其坤带领团队从 2008 年扎进这个领域,一干就是整整四年。没有捷径可走,就是死磕材料制备。

他们用分子束外延技术,一层一层地生长原子级精度的薄膜,要同时满足三个苛刻到极致的条件:既要具备拓扑绝缘体的能带结构,又要实现铁磁性,还要保持绝缘性。差一个原子层的厚度,错一点掺杂比例,样品就废了。

前前后后,团队做了一千多个样品,失败、调整、再试,循环往复。没人知道哪次会成功,团队就靠着笨功夫,在一次次失败里抠精度、磨参数。直到 2012 年底,他们终于在实验室里,第一次观测到了量子反常霍尔效应的特征信号。

从 1880 年反常霍尔效应被发现,一百多年的等待,它的量子化形态,第一次出现在了中国的实验室。2013 年这项成果发表在《科学》期刊,杨振宁当场给出定论:这是第一次从中国实验室里发表的诺贝尔奖级的物理学论文。

这话没有半点夸张。成果公开后,东京大学、麻省理工、斯坦福大学等全球顶尖实验室纷纷跟进复现,全部验证了结果的可靠性。整个凝聚态物理领域,直接被这一项发现带火了一个全新的主流研究方向。

含金量还在逐年兑现。2022 年,薛其坤拿下国际低温物理领域最高奖伦敦奖;2023 年斩获国家最高科学技术奖,是该奖项设立以来最年轻的得主;2024 年更进一步,摘得美国物理学会巴克利凝聚态物理奖 —— 这是凝聚态物理领域的全球最高荣誉,自 1953 年颁奖以来,薛其坤是第一位中国国籍的获奖者。

这次再将引文桂冠奖收入囊中,等于把 “诺奖头号华人热门” 的身份彻底坐实了。有人可能会问,不就是一个物理现象的发现吗,至于引发这么大的关注?因为它直接摸到了当下整个信息产业的天花板。

现在的芯片工艺越做越先进,晶体管越挤越密,发热和功耗已经成了摩尔定律继续向前的最大拦路虎。再往纳米级缩,电子碰撞更剧烈,热量散不出去,性能就再也提不上来。整个半导体行业都在找下一个破局点,而量子反常霍尔效应,就是最有潜力的那扇门。

不需要庞大的外加磁场,就能让电子在材料里按固定轨道有序行驶,能量损耗几乎降到零。真要是实现产业化,手机连续用几天不用充电不再是幻想,芯片不用再堆叠厚重的散热模块,大型数据中心的电力消耗能砍掉近一半,甚至下一代拓扑量子计算的物理基础,都得从这个效应里生长出来。

这不是某个元器件的小升级,是整个电子信息产业底层逻辑的换道超车。更耐人寻味的是,这位冲击诺奖的顶尖科学家,如今正扎根深圳。放在十年前,很少有人会把深圳和基础科学领域的诺奖候选联系在一起。

这座城市过去靠制造业起家,靠应用突围,印在大家骨子里的是 “深圳速度”,是拼产业化、拼市场落地。但现在,薛其坤执掌的南方科技大学,就在深圳这片土地上,把最前沿的基础物理研究做到了世界第一梯队。

这从来不是巧合。深圳这些年铆着劲往科研上游走,大手笔建实验室、引全球顶尖人才、砸长期基础研究,不是为了马上变现赚快钱,是为了攒下下一轮产业革命的家底。薛其坤和他的量子反常霍尔效应,就是这笔长期投资结出的硬核硕果。