香港科技大學理論物理學家解開「伊辛超導體」特性之謎
香港科技大學(科大)物理學系助理教授羅錦團的研究團隊,解釋物質在強力磁場下仍能保持超導性的複雜現象,協助荷蘭的科學家以理論闡釋實驗結果。這項雙方合作的發現於2015年11月12日在國際權威科學期刊《科學》(Science) 上發表。
超導性是一種量子現象,電子結合成雙,並在「零電阻」的情況下流動,然而強力的磁場會切斷電子之間的連結,破壞物質的超導性。當得悉荷蘭的研究人員發現二硫化鉬薄片在高達37特斯拉(Tesla)的磁場下仍能保持其超導性,羅教授與他的學生袁凡奇嘗試解釋這實驗結果,並成功解開謎團。
羅教授的研究團隊提出,二硫化鉬擁有特殊的晶體結構,令流動的電子要承受強達100特斯拉的內稟磁場。這種特殊的內稟磁場並不會破壞物質的超導性,反而能保護超導體內電子之間的連結,免受外在磁場破壞。研究團隊把這種超導體稱作「伊辛超導體」。他們亦推斷很多與二硫化鉬晶體結構相似的超導體,也屬於「伊辛超導體」。
香港科技大學物理學家成功調控光子形狀 創造光腔裝載效率最高紀錄
香港科技大學(科大)物理系副教授杜勝望及其研究團隊,成功調控光子形狀,令光腔裝載效率大幅提升至百分之八十七,為現今最高紀錄。這科學上的突破有望推動實現基於腔量子電動力學的高效量子信息網路,並為將來的量子信息發展奠定基礎。有關研究成果近日刊登於物理學的國際權威刊物《物理評論快報》。
2012年諾貝爾物理獎的一半授予了塞爾日·阿羅什的腔量子電動力學的工作。在基於腔量子電動力學的量子信息網絡中,光子來回於光腔間飛行,載有量子信息的光子被光腔捕獲後,進行量子計算和信息傳遞。然而,要捕捉光子及將光子裝載在光腔中並不容易,因為在光子進入光腔的過程中,可能被反射或直接穿過光腔。在以往的研究中,光子從自由空間載入光腔的效率約不超過百分之二十。
杜教授及其團隊揭示了光子在光腔裡波粒二相的奇特量子行為。他們的光腔由兩面反射鏡組成,其中一面鏡子的反射率接近百分百,另一面的反射率較低,用來接受光子。研究發現,相對於一個特定的光學腔,光子有一個優化的波形;處於該優化波形的光子可以被光腔百分之百地接納,而不會從入口處反射回去或逃離。杜教授及其團隊通過改變光子形狀和利用其波動量子干涉效應達到目的。
香港科技大學物理專家獲表揚推動材料物理貢獻
香港科技大學(科大)物理學系副教授韓一龍獲全球華人物理和天文學會頒授2014年亞洲傑出成就獎,表揚其利用創新的膠體實驗對晶體熔化、玻璃態轉變及幾何阻錯材料研究的卓越貢獻。該獎項今年由韓一龍教授及香港大學物理系副教授姚望共同獲得。
此年度獎譽表揚一至兩位在亞洲工作、為物理及天文學作出貢獻的50歲以下華人科學家。韓教授將於2015年3月舉行的美國物理學會年會上接受獎項。
繼科大物理學系講座教授陳子亭及同系教授王寧分別於2000年及2006年得獎,該系教授已是第三次獲頒授同一殊榮。韓教授表示:「能獲頒這個權威性獎項,我深感榮幸。期望我們的重要實驗發現對材料物理學研究帶來重大影響。」
韓教授過去10年一直致力研究材料物理學。由於原子或分子體積太小,運動速度太快,而且無法深入晶體內部進行觀測,因此相變過程初期單粒子運動一直未能清晰展示。韓教授及其研究團隊首次成功觀測單粒子尺度上的晶體均勻熔化過程,對科學界多年來有關晶體熔化前所出現缺陷的爭論,提供首個實驗解答。為解釋有關現象,便需使用微米大小的膠體粒子作為「大原子」以模擬原子系統,從而洞悉轉變過程中的微觀細節。
香港科技大學研究人員參加國際最前沿粒子撞擊實驗
香港科技大學(科大)的研究人員參加了香港物理學家團隊,正式參與在全球最前沿的物理實驗之一-粒子撞擊實驗,並在ATLAS合作組的一致贊成下成為合作組成員。
位於瑞士的歐洲核子研究組織(CERN)擁有全球最高能量的粒子加速器-大型強子對撞機(Large Hadron Collider, LHC),而ATLAS合作組則運行全球最大型之一的粒子探測器。利用這個龐大而精密的粒子探測器,以及能產生前所未有的高能量粒子碰撞的對撞機,物理學家將探索一些全新而基礎的物理,包括希格斯特質、暗物質、隱藏的更高維度及超對稱(猜想在基本粒子之間的一種對稱關係)等。在2012年,ATLAS合作組與同屬於CERN 的 CMS合作組共同發現了被稱為上帝粒子的希格斯玻色子(Higgs boson)。現時,對撞機正暫停運作以進行升級工程,目標於2015年重新運行時,粒子束的能量及強度大大提升。希格斯玻色子的發現相信只是邁向基礎物理新一頁的開始,而香港的科學家及學生亦有機會參與這些令人振奮的新發現。
香港科技大學物理學團隊研發二維超導物料 助開發穩定及實用的超級電腦
香港科技大學(科大)物理學系研究團隊在拓撲超導體的研究取得了突破性進展。研究發現,透過接合兩種新型材料,會出現罕見的二維超導現象,可作為製備超級電腦的材料。這項突破性的科研成果,將有助科學家研發運算快、穩定性及儲存量極高的量子電腦(超級電腦)。研究項目名為「Bi2Te3/FeTe異質結界面的二維超導現象」,近日刊登於國際權威科學雜誌《自然通訊》。
該研究由蘇蔭強教授、王建農教授、Rolf Lortz教授、羅錦團教授,以及他們的研究生負責。研究團隊利用分子束外延技術,成功將兩種新型材料──三維拓撲絕緣體(Bi2Te3)和鐵基碲化物(FeTe)接合。雖然兩種材料本身都不具超導特性,但把它們接合後,界面上出現非常罕見的二維超導現象。
Bi2Te3屬於一種名為「拓撲絕緣體」的新物質,內部絕緣但表面含有類金屬自由電荷。FeTe則是一種鐵基超導體的母體化合物。在某些情況下,拓撲絕緣體會變成「拓撲超導體」,擁有零電阻下導電的性質。理論物理學家曾預測,「拓撲超導體」有望探測和捕獲名為「馬約拉納費米子」的神秘準粒子。
香港科技大學物理學研究團隊研發新一代路線協調方法 可應用在交通、通訊、導航系統
香 港 科 技 大 學 ( 科 大 ) 物 理 學 系 楊 志 豪 博 士 及 王 國 彝 教 授 , 夥 同 英 國 阿 斯 頓 大 學 ( Aston University ) David Saad 教 授 合 作 , 應 用 「 聚 合 物 物 理 」 研 發 嶄 新 方 法 協 調 及 分 配 乘 客 的 最 佳 路 線 組 合 。 根 據 倫 敦 地 鐵 的 數 據 模 擬 , 研 究 團 隊 新 方 法 協 調 的 路 線 可 把 乘 客 感 受 的 擠 迫 程 度 降 低 達 24% , 而 新 路 線 亦 只 較 最 短 路 線 平 均 長 5%。 上 述 研 究 結 果 已 在 《 美 國 國 家 科 學 院 院 刊 》 上 發 表 。
香港科技大學卓越學科領域項目獲大學教育資助委員會撥款近一億港元 推動世界級光聲學先進材料及神經疾病機理研究
香 港 科 技 大 學 ( 科 大 ) 物 理 學 系 陳 子 亭 講 座 教 授 , 以 及 生 命 科 學 部 、 嘉 里 理 學 教 授 張 明 傑 教 授 領 導 的 研 究 , 分 別 獲 大 學 教 育 資 助 委 員 會 ( 教 資 會 ) 第 六 輪 卓 越 學 科 領 域 計 劃 列 為 資 助 項 目 , 兩 項 目 資 助 總 額 接 近 港 幣 一 億 元 。
香港科技大學物理學者開創局域共振聲學 獲首屆 Brillouin 獎章
香 港 科 技 大 學 (科 大) 物 理 學 系 沈 平 教 授 、 陳 子 亭 教 授 及 楊 志 宇 教 授 獲 國 際 聲 學 協 會 頒 發 首 屆 Brillouin 獎 章 (Brillouin Medal) , 表 彰 他 們 在 開 拓 局 域 共 振 聲 學 和 彈 性 超 材 料 領 域 研 發 等 重 大 貢 獻 。 沈 平 教 授 和 陳 子 亭 教 授 六 月 初 遠 赴 埃 及 沙 姆 沙 伊 赫 出 席 第 二 屆 國 際 聲 學 晶 體 / 超 材 料 、 聲 學 傳 播 和 光 學 機 件 研 討 會 , 就 相 關 研 究 發 表 得 獎 演 說 。
香港科技大學利用極幼鉛納米線取得超導體研究新突破 可提高超導體的醫學與生物學應用
香 港 科 技 大 學 ( 科 大 ) 發 明 全 新 方 法 , 利 用 極 幼 鉛 納 米 線 製 造 加 強 200 倍 的 磁 場 , 提 高 超 導 體 運 作 的 溫 度 。 過 去 一 個 多 世 紀 以 來 , 由 於 超 導 體 必 須 於 極 低 溫 與 低 磁 場 環 境 內 運 作 , 以 致 其 應 用 性 受 到 限 制 。 科 大 現 解 決 超 導 體 研 究 的 樽 頸 , 可 望 大 大 增 加 基 於 超 導 體 的 技 術 , 促 進 技 術 於 醫 學 與 生 物 學 的 應 用 , 包 括 用 以 檢 測 癌 症 與 中 風 等 疾 病 的 磁 力 共 振 掃 描 技 術 ( MRI ) 。 這 項 突 破 性 研 究 已 刊 登 於 著 名 納 米 科 技 學 術 期 刊 ACS Nano《 美 國 化 學 學 會 ─ 納 米 》 。
歐洲核子研究中心物理學家約翰.艾理斯教授 ( Prof John Ellis ) 於俄鋁校長論壇主講探索宇宙基本問題
全 球 領 先 鋁 生 產 商 UC RUSAL( 「 俄 鋁 」 或 「 本 公 司 」 ; 股 份 代 號 : 486 ; Euronext : RUSAL/RUAL ; 莫 斯 科 交 易 所 : RUALR/RUALRS ) 與 香 港 科 技 大 學 ( 科 大 ) 今 天 舉 辦 俄 鋁 校 長 論 壇 , 邀 得 King's College London 馬 克 士 威 講 座 教 授 與 歐 洲 核 子 研 究 中 心 物 理 學 家 約 翰 . 艾 理 斯 教 授 (Prof John Ellis) 主 講 , 探 索 物 理 學 及 宇 宙 的 基 本 問 題 。