從本科直博到成為一名科研工作者，漫長的九年時(shí)光，在潘晟哲看來，科學(xué)研究的每一小步都少不了前期的充分積累。稍縱即逝的靈感，只有抓住了才能有所收獲。
潘晟哲 精密光譜科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2019級博士研究生
主要聚焦強(qiáng)場分子超快動力學(xué)研究，在Physical Review Letters、Light: Science & Applications、Ultrafast Science等國際高水平期刊發(fā)表論文18篇，參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議30余次，在領(lǐng)域內(nèi)重要會議上作口頭報(bào)告6次、海報(bào)展示6次，并獲得最佳海報(bào)和優(yōu)秀快閃報(bào)告獎。曾獲得博士研究生國家獎學(xué)金、王大珩光學(xué)獎、華東師大校長獎學(xué)金、華東師大優(yōu)秀學(xué)生稱號，并獲得優(yōu)秀博士生學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力提升計(jì)劃資助。
｜機(jī)會總是留給有準(zhǔn)備的人
潘晟哲的科研契機(jī)源于大三時(shí)物理與電子科學(xué)學(xué)院的一門課程“自主實(shí)驗(yàn)”。在這門課上，本科生可以選擇自己感興趣的科研課題進(jìn)行深入探索和研究。
當(dāng)時(shí)，他對某個(gè)光學(xué)課題很感興趣，就進(jìn)入了精密光譜科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開始了與科研的“第一次親密接觸”。在實(shí)踐中，潘晟哲逐漸意識到自己對科研的興趣，決心走上科研之路。
保研之際，他向很多老師請教選擇導(dǎo)師的問題，老師們向他首推了時(shí)任實(shí)驗(yàn)室主任的吳健教授。隨后，他結(jié)合自己的研究興趣，與吳健教授取得了聯(lián)系，表達(dá)了想進(jìn)入課題組的意向。
不過，與吳老師的第一次見面，潘晟哲的表現(xiàn)并不突出。同時(shí)，他了解到很多本校同學(xué)都想加入?yún)抢蠋熣n題組，這讓他對與吳老師的第二次討論格外重視，花了大量時(shí)間研讀文獻(xiàn)及相關(guān)拓展材料。
討論時(shí)，吳老師似乎知道他已經(jīng)做好了充分準(zhǔn)備，只字未提上次討論提及的幾篇文獻(xiàn)，轉(zhuǎn)而考察起了量子力學(xué)的基本框架以及一些發(fā)散性的思考題。
得益于扎實(shí)的基礎(chǔ)，潘晟哲順利地回答了大部分問題。對部分尚無定論的思考題，他也做出了一些合理推測。最終，他的表現(xiàn)得到了吳老師的肯定。
2019年本科畢業(yè)后，潘晟哲選擇直博正式加入?yún)墙〗淌谡n題組，開始了圍繞強(qiáng)場分子物理的學(xué)習(xí)和研究工作。
｜“積累是需要時(shí)間和過程的”
潘晟哲開展的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是利用紫外波段的旋轉(zhuǎn)光場分辨分子強(qiáng)場動力學(xué)中的不同反應(yīng)路徑，他在師兄師姐的幫助下很快完成了旋轉(zhuǎn)激光脈沖的構(gòu)建，但是采集得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻非常奇怪，分子電離解離產(chǎn)生的離子角分布劈裂成了兩個(gè)。
他敏銳地察覺到，這個(gè)過程肯定與分子中復(fù)雜的平行或垂直反應(yīng)路徑息息相關(guān)，但反應(yīng)過程還需要理論模擬的驗(yàn)證。經(jīng)過與導(dǎo)師的深入討論，決定尋求這一領(lǐng)域?qū)＜业膸椭_展量子模擬求解含時(shí)薛定諤方程。
然而，半年過去了，受計(jì)算維度的限制，始終未能很好地重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。于是，實(shí)驗(yàn)與理論的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)再一次深入討論，大家認(rèn)為可以利用課題組多年前發(fā)展的半經(jīng)典理論模型來模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該方法相比全量子模擬大幅減少了計(jì)算量，同時(shí)由于包含量子相位可以很好地重復(fù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，唯一的不足之處，就是模型無法定量給出反應(yīng)過程中的躍遷概率，可能得不到審稿人的認(rèn)可。
潘晟哲在實(shí)驗(yàn)室維護(hù)激光器
不出所料，論文投稿后，審稿人指出這一模型的局限性。
研究團(tuán)隊(duì)討論后，一致認(rèn)為這是目前整個(gè)研究領(lǐng)域的瓶頸問題，短期內(nèi)很難找到解決辦法，出于對研究工作的嚴(yán)謹(jǐn)考慮，團(tuán)隊(duì)選擇將這項(xiàng)相關(guān)研究暫時(shí)封存，先開展其他研究。
雖然第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的科研成果未能發(fā)表，但這一年圍繞這一課題的不斷探索讓潘晟哲深刻認(rèn)識到，“積累是需要時(shí)間和過程的，只要堅(jiān)持不懈地努力進(jìn)步，就總會有峰回路轉(zhuǎn)的那一天”。
面對困難，他時(shí)常想起導(dǎo)師的教誨：“不能只關(guān)注眼前的得失，眼光要放長遠(yuǎn)。現(xiàn)在糾結(jié)的問題，其實(shí)在漫長人生中或許微不足道。”
潘晟哲找到了新的研究方向，他開始對領(lǐng)域內(nèi)一直存有爭議的分子增強(qiáng)電離過程展開研究。根據(jù)此前對半經(jīng)典模型的深入研究，他利用波包傳播模擬提供時(shí)間參考，很好地復(fù)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)觀測，從而提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，驗(yàn)證了此前從未被實(shí)時(shí)觀測過的分子多光子增強(qiáng)電離圖像。
該工作從形成想法到論文投稿僅用時(shí)一個(gè)月，這段時(shí)間潘晟哲爭分奪秒，一邊采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，一邊整理思路、撰寫論文。“論文投稿后，心里的大石頭終于落了地，回頭看看，很難想象是如何在一個(gè)月的時(shí)間里完成這么多工作的。”
|“抓住稍縱即逝的靈感”
隨后的幾年里，潘晟哲不斷借助這一模型解釋理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在這些過程中不斷思考模型完善的可能性。
功夫不負(fù)有心人。在與理論合作組開展一項(xiàng)揭示強(qiáng)場下分子拉比振蕩的研究后，他受到啟發(fā)，開始從拉比振蕩的角度思考躍遷概率的合適模型。
利用波形可控的激光脈沖調(diào)控分子反應(yīng)路徑
經(jīng)過三個(gè)月不斷地嘗試和研究，潘晟哲終于完成了嚴(yán)密的理論推導(dǎo)，完善了這一分子解離模型，并遵循領(lǐng)域內(nèi)動物命名的慣例，給它起名為WASP（黃蜂）。
該成果投稿后獲得審稿人的一致認(rèn)可，被評價(jià)為發(fā)展了具有重大影響的理論模擬方法，克服了全量子模擬計(jì)算量大、黑盒等屬性，以優(yōu)雅直觀的方式揭示實(shí)驗(yàn)信號精細(xì)特征的物理內(nèi)涵。
在完成模擬方法發(fā)展的同時(shí)，潘晟哲想到了塵封已久的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。于是他利用這一模型重新開展理論模擬，揭示波形可控的旋轉(zhuǎn)激光脈沖可以作為調(diào)控分子平行與垂直躍遷路徑的有效手段。研究團(tuán)隊(duì)重新整理了一份草稿，經(jīng)過兩輪審稿后，論文很快得到發(fā)表。
｜在科研報(bào)國路上奮力前行
潘晟哲在中國光學(xué)學(xué)會研究生論壇上提問
在校期間，潘晟哲一直積極參加相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議，努力開拓自己的學(xué)術(shù)視野，提升科學(xué)研究水平。
迄今為止，他已在光子、電子和原子碰撞國際會議（ICPEAC 2023）、超快現(xiàn)象和太赫茲波國際研討會（ISUPTW 2021）、信息光學(xué)和光子學(xué)國際會議（CIOP 2021）等領(lǐng)域重要學(xué)術(shù)會議上多次作口頭報(bào)告。此外，他還受邀在首屆中國光學(xué)學(xué)會研究生論壇作研究生報(bào)告，并于第六屆光學(xué)青年科學(xué)家學(xué)術(shù)年會上參加光場調(diào)控與光物質(zhì)相互作用圓桌論壇。
潘晟哲在2024超快科學(xué)國際研討會介紹海報(bào)
在他看來，“每次作報(bào)告都讓我有機(jī)會重新審視自己做過的這些研究，激發(fā)、碰撞出新的想法。專家前輩的研究思路也讓我獲益匪淺，不僅鍛煉了我的思維能力，也讓我更深入地理解和認(rèn)識微觀世界的演化規(guī)律。”
談及導(dǎo)師吳健教授，潘晟哲滿懷敬意，“吳老師常告誡我們，‘做科研，需要做到有一篇文章在投、一篇文章在寫、一個(gè)實(shí)驗(yàn)在采。’如果沒滿足這個(gè)條件，那就需要反思一下自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。”
回望九年的求學(xué)時(shí)光，潘晟哲說：“過往的歲月里，我曾經(jīng)歷過課題瓶頸的迷茫和實(shí)驗(yàn)結(jié)果遲遲未出的焦灼，但我始終沒有放棄。”
“作為新時(shí)代科研工作者，我會牢記初心使命，扎根科學(xué)研究，繼續(xù)我的科研逐夢之路。”畢業(yè)后，潘晟哲選擇繼續(xù)從事科研工作，在科研報(bào)國路上奮力前行，開啟新的征程。
來源｜物理與電子科學(xué)學(xué)院、精密光譜科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、黨委學(xué)生（研究生）工作部
編輯｜吳瀟嵐、張澤亞、唐敏、沈婷鈺 編審｜郭文君
