浦东“明珠讲坛”报名诺奖得主Frank Wilczek等专家带领大家遨游科学海洋

前言

存在第五种相互作用力吗？

量子复杂体系会表现出什么样的奇妙行为？

利用神秘的中微子能发现宇宙的什么奥秘？

神秘的暗物质到底是什么？

有适合人类居住的其他行星吗？那里有外星人存在吗？

作为浦东“明珠讲坛”系列讲座的首场活动，“浦东‘明珠讲坛’之公众科普报告——从量子比特到宇宙”邀请了5位享誉全球物理学界的顶尖知名学者，与您分享物理学前沿研究领域的新发现、心感悟。特此诚邀您与我们一起遨游科学的海洋，共同探索那一片未知的物理全新领域。

01活动信息

活动时间：2023年11月23日（星期四）

上午 09:30-12:30

活动地点：上海图书馆东馆乐享厅（上海市浦东新区合欢路300号）

活动议程

 

此次科普报告语言为英文，

为现场观众提供中文同声传译。

报名通道

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主办单位

中共上海市浦东新区区委人才工作领导小组办公室

上海交通大学李政道研究所

上海图书馆

承办单位

上海浦东人才发展有限公司

02详情信息

题目：真正的第五力量：量子统计

报告人：Frank Wilczek

上海交通大学讲席教授

李政道研究所首席科学家

美国麻省理工学院Herman Feshbach讲席教授

诺贝尔物理学奖获得者

中国科学院外籍院士

摘要

基础物理学建立在四种基本相互作用力的基础上：引力、电磁力、强核力和弱核力。但量子力学的深层结构产生了另一种力，被称为“量子统计”，它直接影响了元素周期表、核壳、白矮星、中子星、激光、超导等等。最近，随着对新的可能性——“任意子”的认识，我们对量子统计的理解发生了一场革命。“任意子”具备一种量子记忆特性，这种特性有望在处理量子信息时发挥重要作用。

题目：量子分形

报告人：Cristiane Morais Smith

荷兰乌得勒支大学教授

摘要

人类对分形的迷恋由来已久，但直到上个世纪数学家们才对这些结构进行了分类。上世纪80年代，曼德尔布罗特的奠基性工作引发了该领域的巨大反响，当时的重点是理解经典分形。

而本世纪的任务是理解量子分形。2019年，我们利用扫描隧道显微镜（STM）在铜（111）的顶部绘制吸附剂图案，实现了谢尔宾斯基地毯，并表明描述谢尔宾斯基分形的电子波函数的豪斯多夫维数为1.58。然而，STM技术只能描述平衡性质。

2021年，我们进一步利用光子学实验揭示了分形中的量子动力学。通过将光子注入以分形形状排列的波导阵列中，我们能够跟踪它们的运动，并以前所未有的细节了解它们的量子动力学。我们构建了3种类型的分形结构，以揭示几何结构的影响。

最近，我们研究了InSb上Bi自形成分形中的拓扑效应。在这些系统中，自旋-轨道耦合非常强，从而引发了量子自旋霍尔效应。Muffin-tin计算确实揭示了这些分形结构中的拓扑角和边缘模式，与实验观察结果一致。

题目：冰立方：从南极打开宇宙的中微子窗口

报告人：Francis Halzen

美国威斯康星大学麦迪逊Vilas and Gregory Breit杰出物理学教授

比利时皇家国家科学院院士

欧洲科学院院士

摘要

南极的冰立方项目融化了南极冰盖2.5公里深的86个洞，建造了一个巨大的天文望远镜。该实验发现了来自深空的中微子流，其能量是加速器实验室产生的中微子的100多万倍。这些宇宙中微子是在宇宙大爆炸以来宇宙中一些最剧烈的过程中产生的，它们来自于仍然是宇宙射线的神秘来源的宇宙粒子加速器。本次讲座将讨论冰立方中微子望远镜和宇宙起源高能中微子的发现，重点介绍最近的发现，即高能中微子和宇宙射线来源于旋转的超大质量黑洞。

题目：宇宙的隐藏面——寻找暗物质

报告人：Laura Baudis

瑞士苏黎世大学教授

美因茨科学与文学学院院士

摘要

我们能直接看到的宇宙只占了一小部分。大部分宇宙物质不会在可见光、紫外线、伽马射线、红外线或微波范围内发射辐射。通过对星系旋转曲线、星系团质量、大尺度结构分布、宇宙微波背景辐射和宇宙膨胀率的测量，我们知道组成星系、恒星、行星和人类的发光物质仅占宇宙总物质和能量的4%左右。其余的部分是“黑暗的”，目前只能通过其对可见物质的引力影响间接地揭示出来。暗物质可能由宇宙早期产生的大质量未知粒子组成。世界各地正在使用越来越敏感的探测器，热切地寻找这样的新的暗粒子。目标是通过它们与地球探测器中的原子核的散射，以及它们在太阳、银河系中心和银河系晕中转化为已知粒子的方式来探测它们。

题目：寻求地外生命的新视野

报告人：林 潮

美国加州大学圣克鲁斯分校教授

美国艺术与科学院院士

摘要

生命是如何起源的？宇宙中还会有其他的生命吗？如果说系外行星的发现从观念上改变了人类如何看待自己在宇宙中的位置，近年来随着流浪行星、星际小天体等天文学重大发现，太阳系深空探索任务的进行极大地拓展了这一科学问题的研究范畴。本次讲座林潮教授将以天文学家的视野，给大家分享有关地球和宇宙中的生命起源以及如何寻找地外生命等问题的新思考。

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