香港兩學者獲全球華人物理與天文學會“亞洲成就獎”

香港科技大學物理學系副教授韓一龍

香港大學物理系副教授姚望

據香港《大公報》報道，以實驗揭示水結冰、冰化水“相變現象”原理的香港科技大學物理學系副教授韓一龍，以及預言量子計算機的香港大學物理系副教授姚望，一同獲得全球華人物理和天文學會頒授2014年“亞洲傑出成就獎”，成為服務於亞洲的50歲以下華人科學家的佼佼者。他們將於明年3月舉行的美國物理學會年會上接受殊榮。

于北京大學取得學士學位的韓一龍，是繼科大物理學系講座教授陳子亭、教授王寧後，第三位獲頒授同一殊榮的科大學者。大會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。

韓一龍過去10年一直致力研究材料物理學，期間有四年埋首“從單粒子尺度上看到熔化”研究。他帶領其研究團隊進行實驗，使用微米大小的膠體粒子作為“大原子”以模擬原子系統，透過光學顯微鏡觀察膠體粒子運動，並利用圖像處理了解粒子運動的軌跡。

為進一步了解膠體晶體熔化過程，他們使用光束，不斷加熱膠體晶體內部。一旦溫度超過熔點，晶體表面結構亦不會受破壞，形成“均勻熔化”。這項基礎物理研究成功解釋科學界對熔化和結晶“相變現象”(Phase Transition)疑團，澄清了學術爭議，更首次檢測出膠體晶體受熱極限。

當過冷液體轉化至無序固體形態，其黏度會大幅提升15個數量級，但竟然幾乎沒有結構變化。玻璃態轉變在2005年《科學》期刊被列為125個尚待解決的重大科學問題之一。韓一龍及其合作團隊就研究由橢球形粒子組成的膠體玻璃，發現玻璃態轉變的新結構特徵。其研究結果最近刊載于《科學》、《自然》、《自然通訊》及《物理評論快報》等國際權威學術期刊。

港大物理系副教授姚望是“2014年度全球華人物理與天文學會亞洲成就獎”另一得主，大會表揚他對“二維過渡金屬二硫化物中的自旋與能谷贗自旋物理學的傑出貢獻”。

姚望師承國際知名物理學家沈呂九，從事量子物理學研究13年，主要研究自旋電子學和自旋量子計算。

量子計算機(Quantum Computer)被視為信息處理革命，甚至是神話，其指令週期比現有的超級計算機，高出數億萬倍計，有能力於極短時間內破解當今所有密碼及國防保密系統。科學家迄今未尋找到用什麼物料以製成有效的量子計算機器件，以及如何控制其信息。

姚望則提出創新理論，預言包括石墨烯在內的新興二維材料中，涉及電子“能谷贗自旋(valley pseudo-spin)”等各種量子物理特性，讓量子信息變得可被人為調控，有望成為未來研發量子計算機器件的突破關鍵。這項理論預言被多個實驗組觀察到，在國際上有重要影響，他因此成為裘槎基金會新設立的“前瞻科研大獎”首批得主，獲資助500萬元繼續創新嘗試。

“全球華人物理與天文學會”是一個非營利性專業組織機構。其會員來自物理學與天文學各個方面，包括諾貝爾獎得獎者、菲爾茲獎獲得者、各國的國家科學院院士，以及多名當今物理與天文學界傑出的研究人員。