宏观量子效应、光子智能计算、奇宇称超导、冷原子干涉重力仪 | 本周物理讲座

1

报告人：张聪，北京师范大学

时间：11月18日（周二）10:00

单位：中国科学院理论物理研究所

地点：南楼6620

摘要：

In this talk, I will present a series of results concerning general covariance in effective quantum black hole (BH) models. Within the framework of spherically symmetric models, general covariance is precisely formulated as a set of equations, leading to necessary and sufficient conditions for a generally covariant theory. Using these conditions, we derive equations for the effective Hamiltonian constraint and solve them to obtain the most general form of the Hamiltonian constraint describing generally covariant BH models.

Remarkably, the results show that any one-parameter family of static, spherically symmetric spacetime metrics can be embedded as the unique vacuum solution set of a generally covariant theory of pure gravity. This provides a complete resolution to the inverse problem of Birkhoff’s theorem and establishes a systematic method for reconstructing covariant dynamics from a given geometry. Finally, we apply this framework to loop quantum gravity-inspired spacetimes and derive the corresponding covariant effective Hamiltonian constraint.

2

报告人：J. C. Séamus Davis

时间：11月18日（周二）13:00

单位：清华大学物理系

地点：物理楼W101

3

报告人：孙昌璞，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，中国工程物理研究院研究生院创院院长

时间：11月18日（周二）16:00

单位：清华大学物理系

地点：物理楼（附中南侧）W101

摘要：

2025年诺贝尔物理学奖授予宏观系统量子隧道效应及能级量子化的开创性实验工作。报告将从量子力学百年发展的角度，阐述此次获奖果的科学意义：“一次量子化”阶段从1925年到1930年代中期，主要是对单粒子进行正则量子化；“二次量子化”从1930年代开始到1970年代，对多体系统（或场）进行量子化，导致了超导BCS理论与基本粒子物理的标准模型；而第三阶段的“三次量子化”从1980年代开始，把“二次量子化”多体系统对称性破缺中“涌现”出来的宏观序参量（如超导相位差），作为新的量子化对象。2025年诺贝尔物理学奖就是对“三次量子化”（即序参量量子化）理论研究进行实验检验，实验上发现了宏观量子叠加效应（量子隧穿）和能级量子化的信号，也可视为宏观量子体系中薛定谔猫态物理效应的首次实验发现。报告强调了理论研究在宏观量子效应研究中的基础性作用，由此阐释了为什么宏观量子现象研究（如超导约瑟夫森效应、玻色-爱因斯坦凝聚）此前已多次获诺奖，本次会再次表彰同类领域的工作？需要指出的是，超导量子计算等前沿研究热点也是推动这方面工作获得2025诺贝尔物理学奖一个动因，我们期待与量子计算相关的“三次量子化”能够像“一次、二次量子化”引发核能、激光、半导体技术革命一样，真正推动科学技术进步进入宏观量子时代。报告具体内容包括：一、单态凝聚形成宏观量子系统；二、三次（序参量）的量子化—量子化；三、2025年物理诺奖：超导量子电路实验；四、超导量子计算的推动作用；五、冷原子与BEC约瑟夫森效应。

报告人简介：

孙昌璞，理论物理学家，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，中国工程物理研究院研究生院创院院长。本科毕业于东北师大物理系，于南开大学获博士学位。曾任东北师大教授，中科院理论所研究员和北京大学客座讲席教授。获得过国家自然科学二等奖和美国ISI“经典引文奖”等奖励以及全国先进工作者等荣誉称号。他领导和组织我国物理学科十三五、十四五的战略规划工作，是中国物理学会副理事长，国家自然科学基金委员会监督委员会副主任，并担任中国科学院哲学研究所学术委员会主任、北京大学物理学科卓越人才培养指导委员会主任。他长期从事量子物理、数学物理、量子信息基础理论的研究，其原创性的研究工作有重要国际影响。目前工作集中在复杂体系统计热力学、能源物理和可靠性理论的研究，开展了面向国家需求的科技发展战略研究和模式创新探索。目前他主持国家自然科学基金委员会的基础中心项目《基础能源物理的科学问题》。他十分重视教育和教学工作，连续讲授高等量子力学大课多年，著有《经典杨-米尔斯场理论》和《量子力学现代教程》。他多次被评为中科院“优秀导师”，指导的研究生有多人获全国“百篇优秀博士学位论文”、“中国科学院优秀博士论文”和中国科学院院长特别奖等。他也是人教社中学物理教材的总顾问和前言的撰写者。

4

报告人： Panov Aleksei，CTO An accomplished Project Manager

时间：11月19日（周三）9:30

单位：中国科学院物理研究所

地点：物理所怀柔X1南楼204会议室

腾讯会议:290-295-988

摘要：

We will take a deep dive into core systems like Ion Beam Sputtering (IBS) for ultra-precise optics and Plasma Assisted Reactive Magnetron Sputtering (PARMS) for high-quality deposition, highlighting their use in mass production.

The talk will showcase real-world applications, from low-loss laser mirrors for navigation to DWDM filters for telecommunications.

报告人简介：

Panov Aleksei, CTO An accomplished Project Manager and Technical Engineer with over 10 years of experience in vacuum technology and equipment manufacturing. Specializes in developing innovative vacuum coating systems and delivering tailored thin-film solutions for the optics, electronics, and solar energy industries. A proven leader of over 20 successful international projects.

5

报告人：丁泓铭，苏州大学

时间：11月19日（周三） 9:30

单位：中国科学院物理研究所

地点：M楼253会议室

摘要：

近年来，研究表明由生物大分子液液相分离而形成的无膜细胞器在信号传导、物质输运、免疫应答等细胞功能方面扮演了重要角色，而异常相分离（乃至相变）则是多种人类疾病如神经退行性疾病和癌症的可能病因。深入理解细胞内大分子驱动形成相分离的分子机理，建立能够解释和预测相分离现象的物理模型，并进一步能够精确调控蛋白质相分离是当前物理、生物、医学等交叉领域的重要难题。最近几年，我们围绕生物大分子的界面相互作用与相分离行为，从微观、介观到网络三个层面展开了系统研究。在微观层面，通过精确计算大分子结合自由能，揭示了蛋白质-蛋白质（核酸）界面相互作用在相关生命活动中的关键作用；在介观层面，运用跨尺度理论模拟方法，阐明了ATP对FUS蛋白相分离行为的双重调控机制，以及G3BP1蛋白的温度响应特性；此外，借助复杂网络分析方法，解析了多组分大分子相分离体系的内部结构及各组分功能的重要性，并进一步刻画了其潜在的相变行为。

报告人简介：

丁泓铭，苏州大学特聘教授，博士生导师，国家优秀青年基金获得者。2010年、2015年分别在南京大学物理学院取得学士和博士学位（导师：马余强院士），之后加入苏州大学软凝聚态物理及交叉研究中心工作。主要从事软凝聚态物理、生物物理和统计物理等领域的理论模拟研究，先后承担国家自然科学基金项目四项。截止目前，以第一作者/通讯作者（含共同）身份在Nat. Commun.(4), Sci. Adv., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, J. Am. Chem. Soc.(4), Angew. Chem. Int. Ed.(2)，ACS Nano(4)等权威期刊发表论文70余篇，论文总引用超3500次。

6

报告人：李辉，北京师范大学

时间：11月19日（周三）9:30

单位：中国科学院物理研究所

地点：M楼253会议室

摘要：

细胞作为蛋白质等生物大分子构成的复杂系统，生物大分子在细胞内的输运是代谢、信号传导生命功能的物理基础，揭示它们之间的关系具有极其重要的科学意义。然而，如何精确观测不同层次生命物质的动态过程、刻画其动力学行为、理解其隐藏的功能机理以及多层次间的相互关联，都亟待研究者解决。为此，我们搭建了活细胞单分子荧光动态成像平台，提出了测量细胞内扩散、主动运输、跨膜转运等动力学研究方法。在分子、细胞及组织尺度开展了一系列输运动力学研究，并发掘其与生物功能、结构特征以及微环境等方面的内在关联，以探究复杂生命系统的运行机制。

报告人简介：

李辉，北京师范大学教授，博士生导师，入选国家优青、中科院青促会。2006年本科毕业于山东大学物理学院，2012年博士毕业于中科院物理研究所，历任助理研究员、副研究员，2019年调入北京师范大学。曾作为访问学者赴牛津大学、哈佛大学和麻省理工学院。现担任美国物理联合会(AIP)期刊Biophysics Reviews副主编、中国物理学会CPL等四刊联合青年编委等。研究方向为生物物理与复杂系统，学术成果以通讯作者发表于Nat. Phy.、Nat. Commun.、PNAS、JACS等期刊，获得Physics World、F1000Prime、ScienceDaily、中国科学院院刊等学术平台报道。

7

报告人：廖劲峰，印第安纳大学

时间：11月19日（周三） 15:00

单位：清华大学物理系

地点：物理楼W260

摘要：

Angular momentum, like energy and momentum, is one of the few exactly conserved physical quantities arising from fundamental spacetime symmetries. Nontrivial interplay between angular momentum and the strong interaction leads to novel phenomena and open questions, with the nucleon spin structure as a well-known example. A fascinating new example comes from relativistic nuclear collisions, which create a new form of hadronic matter carrying a significant amount of angular momentum. Recent experimental measurements have found remarkable consequences of this angular momentum, such as the global spin polarization effect. This talk will discuss theoretical developments on two important elements toward a quantitative understanding of such measurements: the initial conditions for angular momentum across a broad range of collisional beam energy, as well as the viscous hydrodynamics framework under the presence of angular momentum.

8

报告人：桂丽丽，北京邮电大学

时间：11月19日（周三）15:10

单位：北京大学物理学院

地点：物理学院中212教室

摘要：

作为新“四大发明”之一，激光技术有力推动了科技与社会进步。本报告将结合自身科研经历，从构造激光和应用激光两个层次，分别介绍激光领域的部分进展和前沿科技。在构造激光方面，基于腔内超构表面的灵活光场调控能力，报告人将介绍课题组在多功能超构激光方面的研究进展，包括线性超构表面赋能的可重构动态涡旋激光和非线性超构表面赋能的脉冲激光。在应用激光方面，瞄准低功耗、可解释、高鲁棒的人工智能发展需求，本团队研制了基于全光交互技术的离体神经细胞智能计算系统，并初步探索了激光消融下神经细胞的自适应鲁棒计算特性。

报告人简介：

桂丽丽，北京邮电大学电子工程学院教授、博导，国家级海外高层次青年人才。清华大学本科和博士，德国斯图加特大学博士后。研究方向为微纳光电子器件与生物神经网络计算。主持国家级和省部级等科研项目10余项，在Science Advances等发表高水平论文60余篇。担任中国激光杂志社北京分社副社长、中国光学工程学会光通信与信息网络专委会光器件与模块工作组组长、“光子学公开课”技术委员会秘书组成员、《红外与激光工程》青年编委等职。在国际学术会议作邀请报告20余次，多次担任国内外学术会议的分会主席、共主席和TPC成员。获国际学术会议最佳女性报告奖、中国光学工程学会“Fiber Laser in 2024”等荣誉。

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报告人：Shao-Jiang Wang，Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy Sciences

时间：11月20日（周四）15:10

单位：北京大学物理学院

地点：物理西楼B105

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报告人： 林强，浙江大学

时间：11月20日（周四）16:00

单位：清华大学物理系

地点：物理楼W101

摘要：

重力场是地球的一个基本物理场，对基础研究和实际应用都非常重要。由于地球重力场是随时空变化的，需要可移动的高精度重力仪进行测量。冷原子干涉重力仪是近年来发展起来的一种新型高精度绝对重力测量仪器，它利用微观的原子作为测试质量，基于冷原子物质波干涉的方法实现重力加速度的精密测量。本报告介绍了冷原子干涉重力仪的基本原理、最新进展及其应用。冷原子重力仪不仅可以做静态测量，还可以进行动态测量。冷原子重力仪具有灵敏度高、稳定性好、测量速度快等特点，应用场景包括地球物理、资源勘探、重力测绘、地震监测及无卫星导航等。

报告人简介：

林强，浙江大学求是特聘教授、博士生导师、浙江省量子精密测量重点实验室主任。国家自然科学基金杰出人才基金、德国洪堡基金获得者，国家级有突出贡献中青年专家，国务院特殊津贴获得者。研究方向为量子精密测量技术及其应用，包括原子重力仪、重力梯度仪、原子磁力仪等。承担过多项国家重大科研项目，曾获得浙江省技术发明奖一等奖、全国高等学校自然科学奖二等奖、国家技术发明奖三等奖等多项奖励。已在国内外学术刊物上发表论文300余篇。

封面图片来源：https://wenhui.whb.cn/third/baidu/201812/18/230990.html

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