近期，一个困扰科学家半个多世纪的物理学难题被两位本科生破解了。湖南大学物理与微电子科学学院应用物理专业2013级本科生连丁坤和胡樑栋于毕业前在扩张的狄拉克量子化方案内，攻克了曲面上粒子运动的量子化难题。相关成果发表于《物理学年鉴》。“本科生完全有可能做出惊人的科学成果。他们没有那么多条条框框的限制，反而胆子更大、想法更多。”论文通讯作者、湖南大学物理学教授刘全慧说。
研究微观情况下受约束的粒子运动，就要用到量子力学。如何把量子力学建立在弯曲曲面上，一直是量子力学中的难题。半个多世纪以来，人们相信，粒子被限制在弯曲曲面时，量子力学性质的理论描述将受制于算符次序的含糊性。这使得理论研究者只好求助于采取完全不同于狄拉克量子化规则的其他理论框架。“但由于狄拉克量子化方法是最基本的量子手段，学者们争论了很多年，莫衷一是。”刘全慧告诉记者。
他和学生一起，深耕十余年，致力于在狄拉克量子化框架内，摸索出一条不具争议、没有含混性的道路，实现弯曲曲面粒子运动的量子化。而这条小路最终被连丁坤和胡樑栋找到。出乎意料的是，最后的成功竟源于二人的“胡乱猜想和计算”。连丁坤告诉记者，他负责实现弯曲曲面上粒子运动的量子化，胡樑栋研究粒子在弯曲曲面上运动的统一形式。
这一发现已是连丁坤和胡樑栋二人在本科期间完成的第二个重大成果。2016年11月，两人和刘全慧发现了向心力公式具有普适性。该成果被认为“改写了传统的向心力定律”。有人评论他们是“天才”，但熟悉他们的人都知道，所谓“天才”，只是比同龄人多了几分辛苦、少了几分娱乐。
美国纽约市立大学物理学教授大卫·施梅尔策在接受《中国科学报》记者采访时对连丁坤和胡樑栋的最新成果表示赞赏：“他们解决了一个长期以来存在的问题……证明了利用一些约束条件，用狄拉克括号代替泊松括号……结果诱导出了几何势场，而且依赖于弯曲曲面的曲率。
”荷兰乌得勒支大学理论物理研究所教授卡迈恩·奥尔蒂斯也在采访中表示，通过一个高明的理论方案，他们证明狄拉克量子化能准确无误地给出粒子在弯曲曲面的量子力学性质。更为重要的是，他们的研究给出了存在量子几何势能的基础性依据。除了基础性之外，这项工作在纳米技术方面也有很重要的应用价值。