报告题目 (Title)：水的核量子效应研究和调控

报告人 (Speaker)：江颖 教授（北京大学物理学院量子材料科学中心）

报告时间 (Time)：2024年9月12日(周四) 17:00-17:30

报告地点 (Place)：校本部行政办公楼报告厅

邀请人 (Inviter)：钟建新 教授

主办部门：永利集团3044官网欢迎您量子科技研究院，永利集团3044官网欢迎您科研管理部高等研究院，永利集团3044官网欢迎您理学院物理系

摘要 (Abstract)：

水作为由轻元素氢与氧组成的复杂凝聚态体系，具有多体氢键相互作用和明显的核量子效应，表现出了丰富的物理内涵和各种反常的宏观行为。早在上个世纪五十年代，人们已经预测到考虑原子核量子态，即对原子核与电子同时进行全量子化处理，将会对氢键网络结构与动力学过程，以及宏观物理化学性质产生影响。然而，受限于实验技术和理论方法，许多与核量子效应相关的关键问题处于长期的争论之中，缺乏确切的“smoking gun”证据。过去十多年，我们发展了拥有自主知识产权的氢敏感扫描探针显微技术和全量子理论模拟方法，首次在单键水平上定量揭示了氢键的核量子效应，并证明其对于水/冰结构和相变产生决定性影响，改变了“核量子效应对物性的影响只是简单修正”传统观点；制备出第一种二维晶相的冰，通过调控核量子效应在常压下实现含有对称氢键构型的二维冰，打破了90年来被广泛采用的“冰规则”，首次表明核量子效应可诱导超越传统理论框架的全新物态，突破了物态调控领域以电子为主的局限。这些结果从全量子化的角度揭示了水科学问题的物理本质，有望推动全量子化问题成为凝聚态物理研究新范式。