中心新闻

当前位置:首页   > 新闻公告中心新闻

我院本科生参加美国物理学会2019年年会

2019-04-17 10:14:27

为了拓展本科生国际化视野,提升学生跨文化交流能力,培养高素质的创新性人才,物理学院选派了董家豪、罗遥和邰翰文等三名本科生参加了美国物理学会2019年年会,并做了相关课题的口头报告。

据了解,三位同学都是南京大学青年物理学家协会(NYPT)中的成员,在物理国家级实验教学示范中心的PT物理创新实验室的支持下,他们立足于科研探索,积极就国际青年物理学家锦标赛(IYPT)中的相关题目进行创新性研究,并取得了优异的成果。近年来,物理国家级实验教学示范中心着力于创新创业人才的培养,是学校的双创基地培育点。

本次"三月会议"期间,董家豪和罗遥把自己的研究成果带到了会场中,面向国际同行们介绍了正在进行的相关工作。在口头报告之外,三名同学也积极参加到会场活动和学术报告的交流之中,收获满满。

南京大学物理学院一直以来致力于一流人才的培养,合理利用教学和科研资源,积极组织本科生进行国际交流合作项目,同时也邀请国际知名专家学者跟本科生进行面对面交流,提升学生的科研品味和综合素养。


附本科生参会感想:

三月会议感悟

董家豪

在物理学院的支持下,今年我去波士顿参加了三月会议。收获颇多,希望能和大家分享此次旅程的见闻和收获。

三月会议是世界各地物理学家们的盛会,今年到会场的有一万多人,他们的报告几乎涵盖了凝聚态物理的各个热点方向。报告的第一天是给学生准备的tutorials,我选择了其中的"第一性原理计算方法"和"材料分析与设计"。报告的主要内容是各类软件商的宣传如materialsproject、pymatgen等等,这些大多是第一性计算的辅助数据处理软件,把计算操作封装好、减少操作数。虽然看似方便,但是这类"黑匣子"型的软件对调试和纠错十分不便,况且大部分功能可以由自己用python或C++编写来替代,可有可无。不过,报告人各式各样的口语和飞快地语速倒是为练习听力提供了良好的环境。

报告的第二天才是正式报告的开始。这期间,我去听了激发态计算,了解到DFT理论计算激发态常常是不准的,只能算准费米面以下的能级,激发态性质需要用到GW计算。我还去听了"极端环境下的材料"板块,主要是研究高温高压下奇异的相变,因为我之前调研过相关的课题。我见到了之前所看一篇文献的作者本人—Hermann,他讲的是钾单质在高压下表现的chainmelting,为了解决大体系难跑FPMD的问题,他们拟合了机器学习势,并用lammps完成了最多两万个原子的分子动力学运算。这个会场的报告是吉林大学马琰明老师主持的,他在高压计算方面非常有名,我看到很多国外的教授都跑过来主动和他打招呼。

在会议的第三天,我在undergraduatesession上做了自己带来的报告"Solvingatimedependenttemperaturefieldincaseofamulti-fieldcouplingsystem",报告的内容是主要是对一个CUPT题目"居里点引擎"的数值计算,我构建了一个磁场、温度场、力场的耦合模型,并编写C++代码求算了问题。和在国外报告不同,这里session上报告后别人总会有针对性的问一些细节问题,比如别人问我"你有没有考虑转速不均匀是圆盘形状不规则带来的",这是一个好问题,因为在我的解答中是散热和热输入的不匹配带来的转速不均匀,在实验上就应当尽力避免圆盘形状不规则带来的实验误差。我发现,本科生模块几乎都是美国高校的本科生,鲜有亚裔。报告后评分老师给每个人写了反馈,老师告诉我,"Goodcontactwiththeaudience!",但是问题的应用背景没有讲太多,希望在这方面有所补充。感觉他们做报告十分注重应用,如果你讲不出来你的东西的用处在哪儿,他们就不太清楚你在讲什么。

自己的报告结束后,接下来几天又进入了听报告的时间。我关注了铜氧化物的session,因为我联系的暑研老师组里的一个方向就是超导机理的解释。老师还来会议上作了报告,他们现在用极子和顶端氧振动的耦合解释铜氧化物的超导,相邻顶端氧的反对称振动显著降低极子在相邻site之间传输的能垒,顶端氧振动频率越大,耦合越强,超导温度越高,这一点也被实验证实。接下来一位老师报告提到,实验进一步证实压强提高对多数铜氧化物超导温度提高有显著提升,这与顶端氧振动频率越高,超导温度越高的物理图像是一致的。

除此之外,我还涉猎了一些其他领域的报告,比如最近很火的二维材料,扩充了对于前沿热点的了解。在会议上,我真切地感受到做报告的中国人占了相当一部分比例,我想这也是我们国家科研实力越来越强的体现。会议结束前是海报展览时间,作者会在海报前等待感兴趣的人来交流,这是一个锻炼英语交流能力的好机会,我认真阅读了一个采用最小化金兹堡-朗道泛函计算非常规超导体的海报,并和作者简单讨论了几句。我还在海报区看到了一个自组装材料的海报,立即联想到今年的一个CUPT题目,PT的题目内容也是很多科研工作者关注和研究的内容啊。

会议结束后的第二天,我们便乘航班离开波士顿回国。感谢物理学院给我们这样一个学习和提升机会,这次波士顿之行我收获满满。


美国三月会议见闻

罗遥

今年非常有幸,获得学校推荐赴美国波士顿参见MarchMeeting(三月会议)。

三月会议是机会全世界物理学家都会参加的会议。会议期间,每天都有近千场报告。会议把所有的摘要都囊括在一个PDF文档中,足足有三千多页,涵盖了近万场报告。报告的内容几乎涵盖了当今物理学前沿的所有方面。我们作为本科生参加了三月会议的UndergraduateSession,我报告的题目是关于PT中的一个题目解答,"Nonlinearresonanceforageneralizedparametricoscillator"。下面分三段来介绍一下三月会议上的见闻。第一段介绍我看过的报告,第二段介绍三月会议上遇见的人,最后一段总结一下自己的收获。

我着重关注了激发态第一性原理计算,扭曲的重叠的石墨烯(过渡金属二硫化物)(TwistedBilayerGraphene/TMD)和极端条件下的物质融化和相变。大二加入孙建教授课题组后,一直在做金属的高压相图。在三月会议就见到了这方面的一个大佬同行Hermann。我们的做的课题就是跟进他的课题做的。使用Chinglish和对面进行了强行沟通2333,然后表达了自己的仰慕之情。其次,TwistedBilayerGraphene在三月会议上有一个独立的会场。作为一个刚刚取得突破的领域,一下子就受到了如此多人的重视。我从这些报告中了解到了为什么大家都在研究这个领域。因为在两个扭曲角度成魔角(1.16°)的石墨烯中通过电子掺杂和改变温度成功的测量到了一个Mottinsultor的完整相图。包括低温无掺杂的反铁磁相,低温绝缘体,高温导体,低温掺杂为超导体。以前这样的相图在铜氧化物超导体中被观察到。

从扭曲交叠的石墨烯出发,我们有可能理解高温超导体的机理,而这是困扰物理学界多年的一个问题。在三月会议上听别人讲PPT还是大部分都听不懂的。我感觉自己做的东西非常的狭窄。通过三月会议,我知道了物理学界现在关注的前沿问题。对于以后选择自己的研究方向很有帮助。

三月会议对于本科生也是一个交流的好机会。几乎你想要交流沟通的教授几乎都会去参加三月会议。如果你能够在这之前读读论文,做功课。在三月会议上就可以和自己心仪的教授面对面的交谈。

参加三月会议除了学术报告之外,还可以蹭吃蹭喝。会议期间的晚上中国的许多大学都会乘此机会招揽人才。所以晚上都有大学招待会,中科院、南京大学、清华大学和北京大学等学校轮流坐庄。在听完报告后的八号下午,我们三个人还乘机去了一趟MIT和Havard校园游览参观。九号我们就回到了亲爱的祖国,然后又要开始倒时差了。


APSMarchMeeting2019记录

邰瀚文

有幸在学院资助下参加这个APS最大的学术会议,很难忘与意义重大的一次经历。今年会议在Boston举办,作为倾茶事件发生地的Boston在美国非常有名,以美国独立战争为背景的文化元素比较常见。三月的Boston还被冰雪覆盖。

BostonCentralPark

会议在波士顿会展中心(BostonConvention&ExhibitionCenter,BCEC)举行,BCEC提供了非常多的大小不一的房间,中央的大厅,以及餐饮等配套设施服务。所以就有了在房间听报告与去看展览看海报的几种活动。每个房间对应一个session,每个session对应一个主题,一般会有好几场报告,中间可以自由选择随时进出。也因如此所以同时有非常多的报告在进行,需要提前慎重做出计划。这次遗憾的地方之一就是前期没做好规划。

展览海报区和房间报告

所有的会议信息包括报告题目与abstract,报告人,session以及其他各种活动的信息都可以在官方网站上进行查询,并且有一个APP非常方便。Session的内容非常非常广泛,可能基本涵盖完了除高能外的所有分支(高能有专门的AprilMeeting,不过规模比较小),以及一些如科学与社会问题,物理学家的职业生涯各阶段的建议,LGBTQ+,如何长寿养生之类的问题。有些session是官方(APS)的,比如一些审稿人与投稿人的建议,学生与教授见面的餐会,年度颁奖与历史回顾等等。另外有些session是invitedspeakers的,这类一般每场报告的时间都很长,会议室也很大(一般的2~3倍),比如曹原属于这类(很遗憾他是星期一第一场,当时第一天准备跟学长先看看,结果后来发现才知道给错过了,所以一定要提前做好安排)

我们是在当地时间周六下午抵达的,周六周日有一些tutorials,虽然看起来像是给学生准备的,但是听的感觉都不年轻,应该是给想听相关报告但是自己不在这个领域内的人预备一些知识方便其之后听报告用的。

早起为tutorial做准备的学长

我选的是SuperconductingQuantumHybridSystems,这是一种和光子qubit不同的量子计算体系。它的基础是腔量子电动力学(CavityQuantumElectrodynamics,cQED)。它是将原子的两个能级的态以及自旋等作为qubit来用。一般来说这种需要单原子,Schrodinger曾经认为这种情况只能出现在思想实验里,但现在有超导微波腔(superconductingmicrowavecavity)就可以把一个Rydberg原子放进去。还有很多其他的结构,这类qubit形式蛮多的。其他详细的东西就不多讲了。

星期一早上我先跟以后准备做计算的学长们听了一下多体系统下的第一性原理计算,基本都用了一个Greenfunction的什么方法,没仔细听。后来不怎么感兴趣就去听别的了,去看了两个生物力学报告,比较意外的是这类做的物理模型其实很简单。其中一个研究一种蜘蛛能把自己的网下个弹弓一样拉起来再把自己射出去的模型竟然就是橡皮筋加小球以及很简单的式子。另一个研究狐狸在积雪的时候会跳起来钻雪捕猎,做了一个钻雪的动力学分析,模型也很简单,把狐狸的头骨抽象成圆锥,然后圆锥插入水的过程,不过做了非常多种类的头骨与模型比对以及涉及进化上的一些研究。

周二早上轮到我们的UndergraduateResearch,这部分有几个小房间,我和学长在一个时间但不在一个房间。UndergraduateResearch会场中,大家做的内容非常宽泛,简单到用球测空气粘滞系数到有些长晶体做缺陷的,都有进行深入的研究。周三看了APS官方的一个session,给投稿人与审稿人的一些建议。大部分是一些老生常谈的东西。接下来去听了一个invitedsession,主题是量子动力学的发展(developmentofquantumdynamics),大部分是量子混沌,以多体问题为主,我比较感兴趣。第一场MIT的讲得很宽,review性质。FloquetHamiltonian,适用于周期性的脉冲序列边界条件。Multiplequantumcoherence,Out-of-timecommutator,FluorApatite等等第一次听到的东西。第二场讲的长程相互作用下的Manybodylocalization(MBL),主要内容是用玻色化(Bosonization)来解Schwingermodel。第三场是Stanford的用一个量子化的牛顿摆来探讨近可积的quantumthermalization。可能是这个比较接地气我听得懂的部分比较多的原因,我感觉这个比较有意思。

周三下午听了一个拓扑相理论的session,出现频率最高的是一个honeycomblatticemodel.印象比较深的是和遥哥一起看的清华做的latticemodelconstructionsforgaplessdomainwallsbetweentopologicalphases,这个有点复杂。Domainwall貌似是在拓扑相变的两个相之间在高维上的一个间隔,她做的工作貌似是把一个已解决的trivialSPT与non-trivialSPT的gaplessdomainwall用群上同调和Z2规范理论导出untwisted与twistedquantumdoublemodels间的。周三晚上是五校联合招聘的餐会Chinanight,在会展中心旁边的酒店举行,我们去蹭了饭。

周四早上先听了MottinsulatorsandtheHubbardModel,这部分也是非常多的latticemodel,因为最近在做元胞自动机所以看起来比较亲切,但是自己水平低了很多地方不知道他们在做什么。下午是twistedgraphene,这部分有较多的sessions,而且每一场的人都很多,座位坐满了,后排也站满了人。每篇报告基本都引了曹原的那张相图,可能那天把这个图看了七八遍。比较感叹这种能给一个领域续命,乃至于开创一个小纪元的人,车轮虽然无法靠个人推动前进,但是去亲手将其拨动还是可以的。有个日本人把那个六边形的石墨烯叠图做得蛮漂亮的。想起自己上个学期在PT实验室把两个洞洞板叠在一起转动玩的时候看到的放大缩小的与洞自相似的阵列,可惜自己转的不是graphene,只能在小黑屋里玩着自嗨,哈哈。

上学期在PT实验室转洞洞板,角度越大摩尔纹阵列单元越小

再后来去看了几个形态发生的session。比较有意思的是有个living/activematerials,这部分讲的是一些生物材料的性质,比如有某种生物分子或者微生物的溶液,在中间有个柱旋转后一下子停下来,会出现一些像树根一样的结构,典型的形态发生问题。比较有意思的是这个讲完之后被问了这个东西有什么用,场面有点尴尬。

周五是会议的最后一天,早上主要看了ExoticMajoranaPhysicsandBeyond的一个session。印象比较深的有一个利用vortex在2D拓扑超导体上建立Majoranaboundstate,用电子和空穴流体来做的在bilayergraphene中的fractionalquantumHallstate,还有一个用bilayergraphene来做虫洞模拟的设想。这个方向貌似现在工作还蛮多的,一些微观世界的行为和宇宙学有相似之处,听学长说还有用冷原子来模拟中子星的想法。

周五下午没有什么session了,所以去Harvard和MIT逛了一圈。Harvard最老的地方应该是在Harvardyard,这里有本科生宿舍和图书馆,房子看起来非常普通,但可能随便一个不起眼的小建筑就有可能有着非同寻常的历史。比如从Harvard地铁站出来刚进大门右手边的四层楼房,MassachusettsHall,就是全美第二老的学术用房。很多名人住过JohnAdams,JohnHancock,SamuelAdams,ElbridgeGerry,JamesOtis等等。现在这个房子一二层和三层部分作为校长以及一些主管的办公室使用。学校整体非常散,可能街上某个楼有个牌子就是学校的一部份。

MassachusettsHall

MIT沿江分布,很长。本来杜立学长说可以带我们参观实验室的,但那天他白天忙,就没去打扰他。MIT现代化的建筑物感觉要多一些。Dome旁边几个对称的附楼上刻有一些领域起奠基作用的人的名字,比较有意思。其他的一些建筑没怎么照,当然,厉害的是里面的和曾经在里面的人…

这次和学长的旅行也加深了对学长的认识,越来越觉得自己非常幸运能够拥有两个像这样的学长。感觉他们什么都懂,也非常认真地在工作,这次就算在外面,飞机上或是晚上也都在努力地写代码交工作。同时也非常照顾人。现在的我只能看到他们的背影。杜立学长我第一次见,交流不多,强不用说,但感觉他是一个非常纯粹,也非常可爱的人。

这次经历非常重要的一点是也许它真正意义上使我第一次认识到真正的物理学各个分支(除高能)是在做些什么东西。真的让我认识到我自己的格局与眼界是有多么的狭隘,自己过去就如同穴中囚徒般,看着墙壁上的投影便以为那是世界,自己真的一无所有。以前自己或许还打算比较浑噩地过就行了,现在开始有了一些想法,想自己亲眼去看亲手去做,甚至去拨动那个车轮。