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[深度·观察]探究“黑洞”,这个四人小组“跑赢”国际百人大团

发布日期:2021-02-18     点击:
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近日,在岭南师范学院未来教育空间站的多媒体教室里,一场以“黑洞”为主题的天体物理讲座吸引了广大师生的关注。学校天体物理科研创新团队的李固强教授,正在大屏幕上给大家展示今年4月10日全球首次发布的“黑洞”照片,循循善诱为大家讲解天体物理和“黑洞”的有关知识。

全球首张“黑洞”照片的公布,让岭南师院天体物理科研创新团队走进了师生的视野,大家没想到校园里居然有一个研究这么“高远”科学理论的科研团队。这个团队以李固强教授为领衔,由莫杰雄、徐孝宝、蓝善权三位年轻的博士组成。他们虽然偏隅在粤西一所师范院校,但是这个四人团队的研究成果一直瞄准该领域的国际前沿,敢与国际百人研究大团“赛跑”,并交出了他们值得自豪答卷。

李固强教授在开讲黑洞知识讲座(孙家龙摄)

恒星的去向是“黑洞”,他们因“黑洞”结缘

“黑洞本身是看不见的,这里因为黑洞‘吃掉’身边恒星时,气体撕扯会产生旋转的吸积盘,加上部分吸积气体也会沿转动方向被抛出去形成喷流,这些气体摩擦产生的明亮光线,再加上其他频段的辐射,才能捕捉到这些发光现象。”站在黑洞照片前,李固强解释说,恒星的最终去向是被黑洞吞噬,而他们团队的去向就是探究黑洞的奥秘。

1995年,李固强来到岭南师院工作,20多年来一直坚持严谨认真态度从事天体物理的研究和教学,天体物理研究是一个基础性学科,一支笔、一台电脑、一摞草稿纸,就是他的科研三件套,他主要研究Hawking辐射、黑洞熵、弯曲时空物态方程。他告诉记者,有时一个公式的推演就要用掉一摞纸,其中一步算错了就要推倒重来。

2008年,莫杰雄的到来,让李固强不再孤单。在李固强的启蒙和指导下,物理课程与教学论专业的莫杰雄开始与黑洞结缘,赴北京师范大学攻读理论物理专业引力与相对论天体物理方向的博士,从此他跟“黑洞相变及临界现象”较上了劲。近两年,他跟踪国际前沿热点做了一些黑洞热机和焦耳汤姆逊膨胀方面的研究。

而徐孝宝、蓝善权两位年轻博士的加入,才让李固强真正有了团队的感觉。徐孝宝的研究方向主要是与黑洞有关的全息原理研究,而蓝善权则是专门研究全息引力、黑洞物理。四人团队人数虽少,但在李固强看来,他们是一个实力创新型团队。他们坚信,坚持研究如此“远”的学科,只为让黑洞离人类更“近”些,未来的星际旅行、宇宙开发都离不开黑洞这个重要的天体研究。

四人科研创新团队(赖韦伊摄)

四人小组“跑赢”国际百人研究大团

研究天体物理,与国际上动辄几十上百人的科研大团不同,岭南师院这个研究团队只有四个人,虽然比国际研究团队的人数少得多,但他们因梦想走到一起,并一直活跃在该领域的前沿。他们所研究的领域兼具基础性、交叉性和前沿性,涉及相对论、量子理论和热力学统计物理理论,与天文、凝聚态等学科关系密切,相关工作和成果可为超导超流的实验研究提供理论依据,为天文观测提供理论指导和参考方向。

“我有我自己的信念,坚持发高档次的文章,宁可慢一点,也不要灌水。”莫杰雄近几年在国际自然指数期刊上平均每年发表四篇论文,从一定程度上代表了这个领域的全世界高水平研究成果。

“我们团队的小目标就是每年人均发表SCI收录论文1.5篇,获得省部级以上科研项目1项。”这是李固强为团队发展制订的“以质为先”的行动计划。

很多外行人以为,理论物理研究就是“坐在苹果树下等着被砸那么简单”,但实际上,对于一个普通的科研工作者而言,不可能指望脑袋一拍就有想法,开展研究的灵感更多是来自对文献的阅读与分析,不断寻找可以创新的切入点。

文献的浩如烟海一方面让不少研究工作的推进存在着巨大的压力,另外一方面对国际上的强劲“对手”,有时高高兴兴做出的科研成果还没整理成论文发表,国际大组已经“捷足先登”了。因此,天体物理科研创新基本是与国际同行进行时间赛跑。

只有紧跟国际研究前沿,才能在学科最顶尖的期刊发表来自中国的成果。尽管跑赢百人大组非常艰难,但岭南师院这个天体物理科研创新团队却好几次领先于国际同行发表自己的研究成果,在该领域发出了“中国声音”。譬如他们对Lovelock引力黑洞临界现象的研究,对三维时空黑洞热机模型的构建,都比国际同行类似的工作提前了两三个月。

近三年来,这个团队共计发表SCI收录学术论文27篇,超半数论文发表在国际SCI一区权威期刊和自然指数期刊;获得国家自然科学基金项目3项,广东省自然科学基金项目2项,广东省教育厅项目2项;李固强、莫杰雄两人入选广东省高等学校“千百十人才培养工程”;莫杰雄、蓝善权两人入选广东省组织部“扬帆计划”。

致力让天体物理研究后继有人

2007年毕业于岭南师院的王海仁,现供职于中国科学院紫金山天文台,至今仍清晰地记得在校读书时李固强老师对他的影响,他发表的第一篇关于天体物理研究的论文,就是在李固强的指导下完成的。如今,他经常带着自己的研究成果,回到母校与老师们一起交流。

王海仁目前是紫金山天文台副研究员,我国大视场巡天望远镜核心系统负责人、中科大硕士生导师,主要从事结构力学、热控系统的研究工作,发表十多篇SCI收录学术论文,在天体物理研究领域成为一个有影响力的青年学者。

2013年开始,天体物理创新团队不仅聚焦自身科研,还以每周读论文和定期研讨交流等方式带领学生团队探索天体物理研究。15级物理学专业的林泽涛,在校读书期间已经是3篇SCI收录论文的作者,他获得过国家奖学金,主持国家级和省级重点项目,并赴美国进行研学。

全省天文奥赛一等奖获得者黄乾铭,选择就读岭南师院18级物理学专业,是希望能跟着老师探秘天体“黑洞”。目前,他是“天文常识”微信公众号的编辑和管理者,积极参与天体物理知识的宣传普及,他与林泽涛的共同研究成果获得全省大学生“挑战杯”科技创新成果一等奖。

对于未来,天体物理科研团队所希望的不仅仅是自身取得更多的成果,还希望带动更多的年轻学生参与天体物理的探究,让岭南师院乃至中国的天体物理研究能够瞄准更加遥远的星空与未来,在世界发出更多“中国声音”。

科研团队在指导学生论文答辩(赖韦伊摄)