四名初级教员荣获斯隆研究奖

中微子物理学。“量子现象的‘电影’。多体问题。自然界新发现的催化反应。这些只是加州大学圣塔芭芭拉分校（UC Santa Barbara）初级教员正在取得重大进展的几个热门研究领域。他们已引起了阿尔弗雷德·P·斯隆基金会（Alfred P. Sloan Foundation）的注意，该基金会授予助理教授罗霄、金辰昊、沃杰赫·沃尔采克和杨阳2024年斯隆研究奖学金（Sloan Research Fellowship）。据斯隆基金会称，这些为期两年、75,000美元的奖学金“每年颁发给早期职业研究者，他们的创造力、创新精神和研究成果使他们脱颖而出，成为下一代领导者。”

“我向这四位研究人员获得这一殊荣表示祝贺，”加州大学圣塔芭芭拉分校（UCSB）科学与数学学院院长苏珊和布鲁斯·沃斯特（Susan and Bruce Worster）说。“斯隆奖学金是授予早期职业研究者的最具竞争力的奖项之一，旨在表彰显示出巨大潜力的工作。我们很高兴有这些教员加入UCSB家族中斯隆奖学金获得者的光荣传统。”

物理学

“获得斯隆基金会的认可是一种荣幸，”罗霄说，她的工作聚焦于宇宙中丰富而神秘的粒子——中微子的物理学研究。 她的研究涉及在新的物理搜索和现有的基于加速器的中微子实验中进行研究，以及设计一项未来实验，以寻找新的对称性来解释中微子质量。除了她正在进行的MicroBooNE实验和即将进行的位于伊利诺伊州巴塔维亚费米实验室（Fermilab）的短基线中微子探测器（SBND）实验外，这位粒子物理学家还将UCSB建立为开发和生产深层地下中微子实验（Deep Underground Neutrino Experiment）硬件的关键中心，该实验包括探测器模块，将沿着从费米实验室到南达科他州桑福德地下研究设施（Sanford Underground Research Facility）绵延约1300公里（800英里）的中微子束，安置在地下32公里（20英里）处。这项中微子研究的发现可能会导致对物理学中最引人注目的现象的一些见解，包括物质的起源、潜在的大统一理论和黑洞的形成。

“我认为中微子是迷人的粒子；由于它们难以捉摸的特性，我们对它们的了解仍然很少，”她说。“我的研究旨在通过精确测量来破解中微子的性质，并利用中微子作为探索隐藏领域的门户。”

与此同时，凝聚态物理学家 金辰昊专注于量子领域，开发光学光谱和成像技术，以在空间和时间上“观察”量子现象。“如果我们能够拍摄一部量子世界的‘电影’，那将是最理想的探测手段，”他说。但这是一个挑战。

这是因为量子世界充满了大量相互作用粒子（“物体”）在极高速度下表现出的奇异行为。“如果你想捕捉那里发生的事情，”他说，“你需要飞秒级的时间尺度——即10的负15次方秒——以及纳米级的长度尺度。”

“凝聚态物质充满了惊喜和神秘，”他说，“这也是我们需要新工具来理解正在发生的事情的部分原因。”

“斯隆研究奖学金 (Sloan Fellowships) 是授予早期职业研究人员最具竞争力的奖项之一，旨在表彰显示出巨大潜力的工作。我们很高兴有这些教职员工加入加州大学圣塔芭芭拉分校 (UCSB) 斯隆奖学金获得者这一令人自豪的传统。”

化学

凝聚态物理领域的多体问题也是化学教授沃伊捷赫·弗莱克 (Vojtech Vlcek) 的研究重点，他采用理论和计算方法来研究丰富的凝聚态物质系统领域。

“我们使用量子场论、量子统计物理学的组合，并开发新的数学工具，使我们能够理解凝聚态物质系统中的能量流动和非平衡电子态，”他说。由于凝聚态物质（特别是固体和液体）中的原子在不断相互作用，当条件合适时，它们可以共同产生当前数学描述尚不完整的复杂奇异态。弗莱克表示“非常荣幸”获得斯隆奖学金，这笔奖学金将使他能够继续研究数学，为量子化学和量子信息存储与操作等应用的方法和材料奠定基础。

“我喜欢通过开发新方法以新的方式重塑问题来克服现有方法的局限性，”他说。“从本质上讲，这使你从全新的角度思考问题，这可能非常令人大开眼界。”

对于 杨阳而言，斯隆研究奖学金将使他的团队能够继续在生物催化、合成化学和生物大分子工程领域完善他们的工作。该团队有兴趣扩展催化反应库，即使用本身在反应中不被消耗的物质来促进和加速化学反应。

“开发新的催化反应是我所在领域最重要的问题之一，”他说。传统上，催化有两种主要途径：生物途径——或使用酶以与自然非常相似的方式促进反应；以及合成途径——使用其他合成物质（如金属催化剂）来鼓励反应。但要优化反应并产生新的有用产品，必须开发新方法。杨阳的工作通常涉及将生物和化学方法的最佳部分结合起来，探索自由基和可持续的、阳光驱动的过程的潜力，这些过程可以生产用于药物和特种化学品的宝贵成分。