“天作之合”团队:简单反应“玩”出复杂花样

作者: 孙丹宁

来源: 中国科学报

发布日期: 2023-02-22 07:57:41

中科院大连化学物理研究所的张东辉、杨学明团队在分子反应动力学领域取得显著成就,17年间在《科学》杂志发表11篇论文,实现了立体动力学精准调控,被誉为“天作之合”。团队合作紧密,理论与实验相辅相成,培养了大量年轻科研人员,强调科研兴趣和自由探索的重要性。

2006年,《科学》杂志发表了一篇由中科院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)分子反应重点实验室的张东辉、杨学明等共同完成的论文。这项工作首次在实验中观察到了全量子分辨率的F+H2分子化学反应共振现象,并证实该现象由两个共振态引起。17年后,杨学明、肖春雷团队联合张东辉、张兆军团队又在《科学》发表论文,在H+HD→H2+D反应中实现了立体动力学精准调控。

审稿人评价该工作是“反应动力学领域里程碑式的突破”。

谈及多次在《科学》发表论文的经历,中科院院士张东辉形容其像“没有终点的马拉松”。“我希望能一直在跑道上前行,将研究越做越大,越做越精细。”17年11篇《科学》论文。2023年新年伊始,张东辉就收到《科学》发表论文的消息。当时,他刚在办公室看完一名学生的计算结果。短暂的喜悦过后,他又忙着与另一名学生讨论计算程序。

从2006年第一篇有关基元化学反应的文章发表至今,张东辉团队共在《科学》发表了11篇文章。如此高频率、高质量地发表文章,背后有另一个“神奇”团队的存在。

“我们组的人都称我和他为‘天作之合’。”张东辉口中的他,指的是中科院院士杨学明。“他们一个做理论,一个搞实验。理论计算不仅能揭示实验观测背后的物理机制,还能进行精准预测,避免实验测量大海捞针。实验和理论相互促进,常常能取得很好的效果。

”大连化物所研究员肖春雷解释说。两个团队“双剑合璧”的故事说来话长。2000年前后,杨学明接受大连化物所的邀请,任该所国家重点实验室主任一职。但他的研究基本以实验为主,如果能找到一位理论研究的同行合作,那将是双向“互补”。

“什么时候有空来大连看看吧?”杨学明第一次向张东辉发出邀请。张东辉当时任职的新加坡国立大学并没有分子反应动力学相关领域的实验团队,而杨学明正好组建了这样一个团队。

2006年初,张东辉决定正式入职大连化物所。这两位不同研究方向的学者在分子反应动力学上碰撞出“火花”——化学反应研究。同年,两个团队就针对F+H2反应进行了理论实验研究。他们利用自行研制的交叉分子束装置,结合高精度量子动力学计算方法,在量子态水平上观测到F+H2反应中的费什巴赫共振态,回答了分子反应动力学领域中一个困扰了几十年的问题。

2014年通过大四夏令营加入杨学明团队的王玉奉,已经在这个团队工作学习了8年,即将成为出站博士后。成为《科学》论文第一作者并获得国际认可,让王玉奉倍感荣耀。他不断强调自己很幸运,“我一开始是因兴趣来到大连化物所,但是在研究中有很多迷茫,杨老师一直鼓励并且支持着我”。作为同篇《科学》论文的共同第一作者,黄嘉宇加入张东辉团队已有7年。对分子反应动力学理论研究有独特兴趣的他,庆幸自己遇到了恩师。

“张老师只要在大连,每天至少来学生办公室一次,和学生进行一对一的沟通讨论。不管我们提出什么课题,张老师都会认真倾听,然后给出明确的指导意见。”

除了兴趣是重要的参考标准外,两位院士对年轻学者也有着独特的教育模式。目前,两个团队都有大量的年轻人,其中“90后”占三分之二。在院士和学生的“新老”冲击中,双方都不觉得有代沟。

提及在院士团队学习工作是否压力很大,王玉奉说:“有压力是一定的,因为周围的人都很努力。但是不会觉得难受,因为我们的氛围很‘自由’。”这里的自由是指在确定研究方向后,大家可以自主研究,导师只会提一些指导意见,并不会干涉学生具体怎么做。“我们一直以来坚持‘有所为,有所不为’。”张东辉告诉《中国科学报》。

“有所为”指的是给予科研人员宽松、自由、公平的科研环境,并创造机会鼓励合作,给予经费支持;同时,实验室也坚持“有所不为”——不监管科研人员的细节,尤其是给予年轻人机会,允许其在各自的科研方向上试错。

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