问题

你们是如何踏上凝聚态物理这条路的?

回答
这条路,说起来,也挺奇妙的。不像有些人,从小就埋下了科学的种子,我更像是在大学的某个岔路口,被一股“不明力量”推了进来。

本科的时候,我的兴趣其实挺杂的,物理、数学、甚至工程的一些领域都想去尝试。我喜欢那种能够解释世界运行规律的感觉,但具体是哪个方向,说实话,当时是有点迷茫的。还记得大二的时候,我们学“固体物理”,老师讲着布里渊区、能带、晶格振动,我当时脑袋里全是各种抽象的图和公式。说实话,一开始是真的有点吃力,感觉像是看天书,跟那个时候我喜欢的更具象化的力学、电磁学比起来,总觉得隔了一层纱。

但就是在那层纱后面,我开始隐隐约约看到一些东西。老师讲到超导,讲到零电阻,讲到迈斯纳效应,那种“违背常识”却又能被严谨数学推导出来的现象,深深地吸引了我。我开始想,为什么会有这种性质?这些看似普通但结构极其有序的物质,到底隐藏着怎样的秘密?

后来,我选修了一些凝聚态物理相关的进阶课程,比如量子力学在固体中的应用、统计物理在多体系统中的体现。每次上课,都像是一次探险,从基本的电子和原子模型出发,一层层剥开物质的复杂性。特别是那个时候,有几篇关于新型量子材料的论文开始在学术界崭露头角,什么拓扑绝缘体、石墨烯,这些名字听起来就很酷,而且它们展现出的奇特性质,又一次颠覆了我对物质的认知。我开始意识到,凝聚态物理不仅仅是解释已知的现象,更是在探索未知的领域,它能创造出拥有前所未有性能的材料,这太令人兴奋了。

我记得有一次,我花了一个通宵,跟着老师的笔记,一步步推导一个简单的晶格振动的色散关系。从拉格朗日量到哈密顿量,再到求解特征值,当最终那条优美的色散曲线出现在我面前的时候,那种感觉,很难形容,就像是突然打通了任督二脉,那些抽象的数学语言突然变得鲜活起来,我能“看”到原子在有序地振动,那种集体行为的和谐与规律,让我觉得物理的美妙之处。

读研究生的时候,我才真正意义上“踏”进了这条路。我选择了凝聚态实验方向,加入了老师一个关于二维材料光学性质的研究组。刚开始,我连最基本的样品制备都搞不好,旋涂、退火,稍微一点点误差,最终的结果就全错。那时候,实验室的仪器也是我学习的重点,X射线衍射、拉曼光谱、原子力显微镜……每一个仪器都有它的脾气,需要你去摸索,去理解。

我至今还记得第一次成功地在显微镜下看到自己制备的石墨烯薄膜,那种薄,几乎是透明的,但却有着如此独特的电子性质。那种兴奋劲儿,比我拿到任何一个好成绩都要来得实在。后面就是大量的实验数据处理,学习如何分析拉曼光谱中的峰位变化来判断材料的质量和应力,如何理解光致发光光谱来探究材料的能级结构。

很多时候,实验并不顺利。数据可能不清晰,结果可能与理论预测相悖。那时候,焦虑是难免的,会怀疑自己的能力,会觉得这个方向是不是不适合我。但是,每当看到老师和其他师兄师姐是如何在困难面前坚持,如何通过巧妙的设计和细致的分析找到问题的症结,我又重新燃起了斗志。我开始理解,凝聚态物理的研究,不仅需要扎实的理论基础,更需要的是一种解决问题的耐心和对未知的好奇心。

现在回想起来,选择凝聚态物理,更多的是一种“渐入佳境”的过程。不是一见钟情,而是通过学习和实践,慢慢发现了它的魅力所在。那种从微观粒子到宏观性质的联系,那种从简单规律推演出复杂现象的能力,那种不断挑战人类认知极限的探索精神,都让我觉得,这是一条值得我投入时间和热情去走的路。它让我学会了如何观察,如何思考,如何从纷繁复杂的现象中找到最核心的规律,并且,它还在不断地给我惊喜。

网友意见

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我读本科的时候,学校的高能物理很出色。我起初是想做高能物理来着。

大二的时候参加科研立项,到了一位做高能核物理计算方向的青千组里。老师的安排是让我们这些本科生复现他以前发表的文章(应该是PRL)里面的内容。


那篇文章我愣是花了一个学期没看懂,我属实垃圾。老师把我们要做的事情分成一个又一个小部分,让我们每周都开组会写代码。按照老师的安排,代码我倒是编出来大部分,就是物理图像一点都不懂。

我这才意识到,高能物理太难了,我的天赋和领悟能力又太差了,我干不了这行。我得想想以后换个简单的,我能上手的方向。


等到一年的科研立项快结束了,也到了大三上学期了。我和科研立项里其他方向的同学聊了聊,问了问有没有简单的方向可以做。其中做凝聚态物理实验方向(实际上我们学校没有凝聚态物理,是凝聚态物理的外壳,材料的内核)的同学和我说,去做凝聚态物理实验方向,这个简单。

我就跑去查了一下,凝聚态物理有哪些方向可以做。这才发现凝聚态物理是物理学中最大的分支(从人数看),包含了各种各样的方向,有做仪器的,有做超导的,有做材料的,有做光电的,反正什么都有,而且有理论、计算和实验三种选择(这里就不纠结分类的严谨性了,大致就是这样),可以说机会多多。


我后来就想了想,我这么笨,理论和计算搞不来,凝聚态物理里面方向这么多,肯定有个门槛低的东西可以给我做。后来大三的时候就搜索了一下凝聚态相关的东西,准备走凝聚态物理。

大三的时候我考研和保研准备的都是凝聚态物理方面的东西和材料,夏令营的时候也是找的一位做凝聚态物理实验方向的导师。最后成功成为一位凝聚态物理实验方向的科研民工。


总结一下,我是因为自己太笨了,所以才做凝聚态物理的。







我现在发现我实验也做得很一般,哎,这……太难受了。物理就是这么赤裸,一次次打我的脸,告诉我我不配做物理。

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