新聞及香港科大故事

香港科技大學（科大）物理學系講座教授兼研發事務辦公室主任羅錦團教授憑藉其在量子物理學領域的卓越成就，獲騰訊公司旗下新基石科學基金會選為本年度「新基石研究員」。羅教授是本屆全國35位獲獎科學家中唯一來自香港的學者，充分彰顯了科大在基礎科學研究領域的領先地位。此項殊榮將提供不多於1,500萬元人民幣資助，支持羅教授及其團隊未來五年開展量子物理領域的基礎研究。羅錦團教授表示：「對於當選『新基石研究員』，我深感榮幸。這筆資助將使我能夠心無旁騖地探索平帶材料中的新量子現象。我的目標是在量子材料領域取得突破性發現，為設計新型電子和光學器件提供嶄新構想。透過騰訊的慷慨支持，我們將可以為科大的年輕研究員提供更完善的支援，以及培育更多年青一代物理學家，助力科大成為量子材料研究樞紐。」科大副校長（研究及發展）鄭光廷教授向羅錦團教授當選本年度「新基石研究員」致以誠摯祝賀。他表示：「羅教授獲選『新基石研究員』，他的突破性研究亦獲高度認可，我們深感振奮。作為『新基石研究員』，羅教授及其團隊將在量子材料領域開展更富雄心的探索性研究。我們感謝騰訊公司的長期支持——從早前成立新基石科學實驗室，到此次羅教授的獲獎，都體現了這一合作夥伴關係的持續深化。」

解鎖宇宙奧秘的鑰匙，往往掌握在鍥而不捨的科學家之手。香港科技大學（科大）蒙民偉博士納米科學教授兼物理系講座教授戴希，正是其中的表表者。他專注於凝聚態物理及拓撲材料理論研究，為現代物理開闢了嶄新視野，並因此榮獲有「中國諾貝爾獎」美譽的2025年未來科學大獎。恆志探寶藏得獎消息傳來，戴希教授心懷感恩與謙卑。他說：「衷心感謝評選委員會的肯定。這不僅是對我個人的鼓勵，更是對多年來與我並肩作戰的研究團隊的認可。這份榮譽見證了我們持之以恆的堅持和努力。」他強調，這項成就並非一人之功，而是前人與同儕所累積的智慧與成果。科研之路，對他而言是一場尋寶之旅。「心如止水」是他的座右銘，也呼應了「保持冷靜，繼續前進」的格言——無論順境逆境，始終堅定不移。他形容：「科研好比尋寶，你可能挖掘了很久仍一無所獲，但只要堅持下去，終有一天會找到屬於自己的瑰寶。」理論栽成果正是這份默默的堅持，孕育出戴教授的突破性成果。戴教授淡泊名利，潛心研究，他與團隊採用「階梯式研究法」，從簡單到複雜，從理論到計算，先以高對稱度的模型理解拓撲材料的規律，再逐步攻克更艱深的難題。早在採用此方法之前，戴教授已經提出了一系列前瞻性預測。2010年，他與中國科學院物理研究所所長方忠教授，共同以理論計算提出聞名國際的預測——在磁性摻雜的拓撲絕緣體薄膜中可以實現量子反常霍爾效應。僅僅三年後，該預測獲得科學界實驗證實，成為物理學史上的重要里程碑。十年前，他的另一項研究首次在固體材料中發現外爾費米子，並獲權威期刊《物理評論》評選為創刊125年來49項最具開創性的研究之一，也是唯一入選的中國研究項目。這些發現為量子未來奠定了堅實的基石。必先利其器《論語》有云：「工欲善其事，必先利其器。」物理學家也深諳此道理。戴教授在處理量子材料的波函數時，面對龐大的數據量，如同大海撈針。為了克服這個棘手難題，他的團隊開發了Wilson Loop 方法，能夠從海量數據中提取特徵，分類拓撲電子態。

香港科技大學（科大）研究團隊利用一種名為「旋磁雙零折射率超材料」（GDZIMs）的全新光學極端參數超材料，研發出一種基於GDZIMs的嶄新光波操控機制，有望革新光通信、光學成像（用於生物醫學）和納米技術等領域，推動集成光子芯片、高保真光通信及新型量子光源的發展。這項研究由科大賽馬會高等研究院臨時院長兼物理系講座教授陳子亭教授，以及物理系訪問學者張若洋博士共同領導，並已發表於《自然》期刊。 GDZIMs與光學渦旋的潛力 GDZIMs是一種獨特的光學超材料，其特性恰好位於兩種不同光子拓撲相變的臨界點，能以突破傳統認知的方式操控光波。GDZIMs與傳統材料有所不同，它同時具有零電容率和特殊的磁光特性，可穩定地生成時空光學渦旋——一種同時在時間和空間維度同步旋轉的光場模式，使其在光傳播控制方面具有卓越效能，對眾多先進技術的應用發揮至關重要的作用。 研究人員通過構建磁性光子晶體並將其參數調節至相變臨界點，首次實現了這種超材料，利用微波實時場掃描系統，他們進一步證實，當光脈衝撞擊GDZIM平板時，會反射形成時空渦旋 – 這是一種在時空維度同時呈現渦旋結構、攜帶橫向軌道角動量的特殊光波包。研究揭示這種渦旋光的產生源於GDZIMs的內稟拓撲特性，因此渦旋光的產生不會受到系統尺寸或周圍環境的影響，呈現出極強的穩定性。此一重大突破有望提升光學技術性能，以助構建更快速和更安全的光通信系統。 陳教授表示：「這項研究連通了超材料、拓撲物理學和結構光場三個重要物理學，基於超材料拓撲特性，確立了就時空光場操控機制的全新概念。研究成果有望推動超高精度和高效率光學器件的設計，同時開闢廣闊的應用前景，我們對其潛力的探索目前僅初現端倪。」 張博士補充道：「這種生成時空渦旋機制的拓撲穩定性確實令人矚目，為開發新型超材料和光操控技術提供了一個有力的平台，對轉化為通訊和高性能光子電路等領域的工業級應用奠定了堅實基礎。」

香港科技大學（科大）工學院研究團隊成功研發了一種革命性的計算框架，深化了科學界對土壤、沙粒和藥物粉末等顆粒材料動力學的理解。此突破性模型能透過綜合分析水、空氣及粒子間的相互物理作用，準確預測山泥傾瀉，改善農業灌溉及石油抽取系統，並有助提升食物和藥物的製造流程。 預測顆粒材料動力的挑戰 固體顆粒材料（如：土壤、沙子，以及製藥和食品生產中使用的粉末）的流動，是支配許多自然環境與工業過程的基本機制。理解這些顆粒與周邊流體（如水、空氣）的互動關係，對預測土壤崩塌或流體滲漏等狀況至關重要。然而，現存模型在捕捉這些相互作用，尤其是當這些物質處於「不完全飽和狀態」，因而牽涉到毛細吸力、黏滯力等複雜的計算因素在內時，要精準預測這些狀況極為困難。 PUA-DEM革新顆粒模型範式 為應對這些挑戰，科大土木及環境工程學系的趙吉東教授及其團隊研發了「孔隙單元體 – 離散元模型」（簡稱PUA-DEM模型）。有別於傳統模型多採用過度簡化的單向流固耦合分析（如僅考慮流體對固體的單向影響等），PUA-DEM模型能綜合計算顆粒、空氣和水之間的物理交互動態，透過多向耦合分析，精準捕捉固體及流體的移動，並能準確模擬顆粒在不同飽和狀態 (從完全濕透至完全乾燥的情況)下，壓力釋放程度的變化。 基於基礎物理原理，這首創模型能精準預測流體和固體在交互作用下各種複雜狀況，在岩土工程、環境科學與工業製造等領域，均有巨大的應用潛力。 顆粒模型應用廣泛 研究團隊正尋求與政府及業界合作，期望應用此技術以助解決現實生活的不同挑戰。當中包括開發山泥傾瀉早期預警系統； 透過模擬根土保水能力的交互作用以完善灑水灌溉策略；以及透過多方流體預測系統以協助改進現時石油採集以及碳封存工序的效率等。除此以外，新技術亦有望革新藥物製造，透過更精準控制粉末的加工程序，使藥物生產更安全和更高效，並有助確保藥物劑量的一致性，從而提升療效及改善病人預後。在食品製造方面，新技術可望革新咖啡、糖，以及嬰兒配方奶粉等顆粒生產工序，改善其質地、溶解度以及保存穩定性等，亦有效減少耗能與浪費。

香港科技大學（科大）物理學系助理教授宋雪洋教授榮獲2025年「裘槎麥德華前瞻科研大獎」，表彰她在凝聚態物理學的突破性研究。她的研究有望設計出高效導電或導熱的材料，革新能源技術。宋教授將獲裘槎基金會頒發500萬港元研究資金，以支持其研究。 「裘槎麥德華前瞻科研大獎」是裘槎基金會最頂尖的獎項之一，旨在培育香港科研界的明日之星，獲頒授此榮譽的學者需擁有卓越的博士研究工作、國際競爭力的研究成果，且對所屬的研究領域有重大貢獻。 解密量子世界   推進可持續未來 宋雪洋教授的研究聚焦「解密」量子材料，這些物質具超導體特性及粒子出現分數化行為，她專注在研究阻挫量子磁體、分數量子霍爾狀態及奇異超導態等量子材料，探討分數化與規範結構等新興物理現象。她的研究運用對稱性、反常現象及拓撲學等尖端框架，解析先進材料（尤其是二維系統，如轉角系統）的物理特性與相變過程。透過結合理論、解析模型與計算模擬工具，她將基礎物理結合實際應用，包括高效能材料與新型器件。 獎項推動量子材料創新 「對於能夠榮獲『裘槎麥德華前瞻科研大獎』，我感到無比榮幸與振奮」，宋教授表示，「憑藉這份支持，讓我們能放膽依循自己的好奇心以及興趣所在進行研究，我的目標是揭開量子材料之謎，探尋為何一些材料有極其高效或反直覺的導電或導熱能力，通過破解這些現象，我們可以設計新型材料，開創前沿、突破性的節能技術，並應用至小型電器，以至大型供電網絡等不同層面。」

由香港科技大學（科大）物理系曹圭鵬教授領導的國際物理學家團隊，最近在研究中首次在二維偶極超冷原子氣體中觀測到BKT相變，這項突破性研究對理解二維超流體在長程各向異性相互作用下的表現立下了新的里程碑。 在傳統三維世界中，由冰融化成水這類相變一般都遵循對稱性自發破缺規律。但早於1970年代便有前沿研究估計，二維系統中可能會發生一種獨特的拓撲相變——Berezinskii-Kosterlitz-Thouless（BKT）相變，這種機制中渦旋 ─ 反渦旋對的配對驅動超流性形成，而無需傳統對稱性破缺，這種相變過程強烈依賴相互作用。自此，這現象主要在具有短程各向同性接觸相互作用的各種量子系統中進行研究。 與傳統超冷氣體中的接觸相互作用不同，偶極相互作用能夠跨越整個系統，產生豐富的集體行為。研究團隊通過實驗證明了偶極相互作用如何改變BKT相變的臨界參數。 「偶極相互作用為量子多體現象帶來了新的維度。」領導該研究的曹教授解釋道：「從微觀角度看，這種相互作用具有方性和長程性，意味著粒子即使相隔較遠仍能相互『感知』。這挑戰了我們對低維系統中有序態如何湧現的固有認知。」研究團隊的觀察指出，偶極氣體的二維超流相變點仍遵循BKT相變，但依賴於相互作用的相變點會因偶極矩與平面法線方向的相對角度而發生偏移。 論文第一作者之一及曹教授的畢業生何逸飛補充道：「二維偶極系統是探索奇異量子相的理想平台。即使在中等強度的偶極相互作用下，當所有偶極子都指向平面內時，我們也在二維偶極超流體中觀測到了獨特的非局域效應和各向異性的密度之間的關聯。未來通過進一步增強偶極相互作用強度，我們將有望觀測到低維系統中更豐富的自發形成結構。」

香港科技大學（科大）近日邀得三名諾貝爾獎得主，與近200名師生和嘉賓作現場交流。活動同時吸引了約2,000名來自內地各個高等院校的線上觀眾參與，彰顯科大在推動跨學科創新，以及連結本地科研社群與全球思想領袖方面的努力。 作為今年「香港世界青年科學大會」暨「香江諾貝論壇」的主題活動，這場名為「我與科學家在一起：諾貝爾獎得主走進科大」的活動於4月14日舉行，由科大與香港北京高校校友聯盟(京校聯) 合辦。三位享譽國際的諾貝爾獎得主分享了他們的真知灼見： May-Britt MOSER教授：2014年諾貝爾生理與醫學獎得主，以發現大腦空間導航系統中的網格細胞聞名 Konstantin NOVOSELOV教授： 2010年諾貝爾物理學獎得主，因石墨烯和二維材料的卓越研究獲獎 Didier QUELOZ教授：2019年諾貝爾物理學獎得主，因首次發現一顆圍繞類太陽恆星的系外行星而改寫了天文學史 這三位頂尖科學家分享了他們的科研歷程以及對未來科學突破的展望，同時強調好奇心驅動研究的重要性。 科大校長葉玉如教授感謝一眾貴賓親臨校園，並衷心答謝主辦方和支持機構的精心安排。她說：「今天的活動不僅讓師生有機會與優秀的科學家交流，更能一同深入探索科學研究的本質。科大自創校以來，一直秉持推動創新、研究與知識轉移的使命，而這些諾貝爾獎得主所展現的好奇心、創造力與堅毅不屈的精神，正正是科大致力培養學生所具備的素質。我期盼他們的科研歷程，能啟發師生們繼續追求突破，透過跨學科、跨地域的合作，共同發掘知識的力量，造福社會。」

香港科技大學（科大）學者聯同世界各地研究人員一同參與的研究項目，榮獲被譽為「科學界奧斯卡」的2025年基礎物理突破獎。該獲嘉許的項目為歐洲核子研究組織（CERN）旗下的超環面儀器（ATLAS） 合作組，而科大團隊參與了「上帝粒子」希格斯玻色子以及跨越粒子物理標準模型的新物理探索工作，為該研究作出了重要貢獻。是次獲獎不僅表彰ATLAS 合作組在大型強子對撞機上進行突破性的高能量粒子碰撞研究，亦同時印證科大研究人員過去十年來，致力於研究創新的成果。 突破獎是全球最大的科學獎項之一，由Google聯合創始人謝爾蓋·布林（Sergey Brin）和Meta聯合創始人馬克·朱克伯格（Mark Zuckerberg）等科技界重量級人物共同創立。大會特別表彰ATLAS 合作組於粒子物理領域的重大貢獻，包括對希格斯玻色子性質的詳細測量、稀有過程（rare processes）和正反物質不對稱性（matter-antimatter asymmetry）的研究，以及在極端條件下探索自然規律。 ATLAS 合作組匯聚全球243個機構的超過6,000名科學家、學生、工程師和技術人員。自2014年加入合作組以來，由科大、香港大學和香港中文大學數十名研究人員組成的香港研究團隊，在推進對希格斯玻色子及其相互作用的理解方面發揮了關鍵作用，以助科學界解開宇宙奧秘。 科大於2014年開始參與合作組，協助建設ATLAS 渺子（muon）探測系統，並參與數據分析以探索新物理。香港團隊在基礎物理聯合研究（JCFP）的框架下進行協作，成員包括10個來自科大賽馬會高等研究院基礎物理中心的物理學家、學生和工程師，他們領導測量希格斯玻色子性質、開發先進分析技術方面的工作，包括詳細測量希格斯玻色子性質以確定質量生成對稱性破缺機制、研究稀有過程和正反物質不對稱性，以及在CERN的大型強子對撞機（Large Hadron Collider, LHC）上探索最短距離，和最極端條件下的自然規律。