2023年度国家科学技术奖正式揭晓,其中《拓扑电子材料计算预测》获得备受关注的国家自然科学奖一等奖。理论物理学家、香港科技大学物理学系讲座教授戴希是该项目的主要完成人之一,他今日(24日)接受记者专访时表示,此次获奖的成果推动了拓扑物态研究领域跨越式大发展,使得中国在拓扑物态研究领域站在了国际最前沿。身在香港工作的他,也希望可以充分利用香港科技界的独特优势,成为国家科技创新体系的重要补充,为国家的科技进步贡献来自香港的力量。
《拓扑电子材料计算预测》项目,主要由中国科学院物理研究所方忠、戴希、翁红明、余睿、王志俊完成,是戴希在中国科学院工作期间取得的重要成果。项目的主要科学发现包括:计算预测成功发现了首个量子反常霍尔效应绝缘体;计算预测成功发现了首个狄拉克半金属和首个外尔半金属,从而首次在晶体材料中实现了“手性”电子态——外尔费米子;提出并实现了判别拓扑性质的普适计算方法。其中,“固体中发现外尔费米子”成果被国际重要期刊《物理评论》列为125年来发表的最重要的49项工作之一,是唯一来自于中国的工作。
“拓扑是一个数学概念,所研究的是几何构型的整体特性。比如球面和平面的整体特性不同,大航海时期的欧洲探险家一路往西也能到达亚洲,就是因为地球表面是一个球面而非平面。在物理世界里面,我们研究的是电子运动模式的拓扑性。”戴希告诉记者,这一系列基础研究的成果有着巨大的应用潜力,例如药物的生产中可以利用手性催化;在光电探测方面,拓扑的电子态也能起到很大作用。
2015年,戴希和同事们在固体材料中首次发现了物理学家们期待已久的 “幽灵粒子”——外尔费米子,引起国内外物理学界轰动。2017年,戴希回到香港——这个与他学术生涯不可分割的城市。1999—2001年,戴希在香港科技大学担任博士后;2004—2007年,他在香港大学担任研究助理教授;2017年至今在香港科技大学担任讲席教授。
发挥香港独特优势 推动湾区大科学装置建设
“两地有着不同的科研环境,香港学术界国际化程度很高,跟国外顶尖研究机构的交流非常便捷,同时科研管理上比较规范。内地学术界对科研的资助强度大,团队合作氛围好。”戴希说,两地在科研环境各自的优势,让他同时能够获益良多,这也是他取得目前这些成果的关键因素之一。
谈及近年来在香港工作的感受,戴希表示,当前两地科研合作正快速恢复。近年来,香港政府对科研的投入有一定增加,同时国家层面的科研项目也逐渐对香港学术界开放,这些都对香港科学的发展起到了很好的促进作用。
此次获得国家自然科学奖一等奖,戴希深感国家和社会各方面对科技工作者的关心和鼓励。“科技是大国竞争中的关键因素,我能深刻感受到国家对科技发展的渴望,以及对持续加大投入的坚持。”戴希说,由于国际政治环境的变化,目前我国在技术、设备引进方面遇到一些困难,国际交流方面也有一些障碍。他认为,这些因素也可能成为新的发展机遇。在香港工作,正可以充分利用香港科技界的独特优势,成为国家科技创新体系的重要补充,为国家的科技进步贡献来自香港的力量。他希望,香港的学术界能进一步发挥自己的特色,在促进中外学术交流、鼓励自由探索方面作出自己独特的贡献。
当前,中国大科学装置正在加速建设,此次戴希团队的获奖成果正是受益于大科学装置。他表示,拥有中国自己的大科学装置对提高国家科技水平关係重大。香港科学界也应该积极参与到大科学装置的设计和建设中,特别是位于大湾区的大科学装置。“目前,我本人也在积极参与位于东莞松山湖的南方光源建设的研讨和规划,争取为大湾区的科技建设出一分力。”戴希说。