导语
4月1日,南京千亿体育登录本科新生通识课“科学之光——电子信息的未来之路”正式开讲。首堂课王华兵老师以“超导高灵敏探测技术与应用”为主题,通过“前沿科技+人文精神”的创新课堂模式,为新生开启了一场科学与信仰的双重启蒙。从实验室的微观粒子到国家重大工程,从电子“牵手”的量子规律到青年学子的使命担当,课堂内外激荡着“科技报国”的青春回响。
超导应用展大国重器:在“人造太阳”里看见中国高度
“这是‘人造太阳’的超导线圈,它产生的磁场强度足以托起一艘航母!”随着全息投影中EAST核聚变装置的立体模型缓缓旋转,台下响起一片惊叹。课程从超导电缆、磁悬浮列车到超导粒子加速器等“大国重器”切入,揭示我国在能源、交通等领域的突破性进展。
当王老师展示上海千米级超导电缆示范工程的实景画面时,同学们屏息凝视——这条“悬浮”在空中的银色长龙,输电损耗仅为普通电缆的千分之一。“超导技术让‘科幻’变成现实,而我们这一代人要做的,是让中国科技从‘并跑’迈向‘领跑’!”课后,一位同学在课程反馈中写道。

库珀对与集体主义:电子“牵手”背后的青春答案
“为什么超导电子能突破电阻束缚?因为它们选择了‘集体突围’。”王华兵老师用动画演示库珀对的形成:两个电子通过晶格振动结成“伙伴”,以协同运动消弭阻力。他将这一现象类比为“集体主义精神的量子版本”:“单打独斗可能被‘晶格阻力’困住,但当你们像库珀对一样团结协作,就能创造‘零电阻’的人生效率!”
这一生动的比喻引发强烈共鸣。在课后讨论中,同学们表示:“微观世界的电子尚且懂得‘抱团取暖’,作为新时代青年,我们更要在科研探索中携手同行,用集体的智慧攻克难关。”

约瑟夫森结:高频辐射中的“齐心密码”
“约瑟夫森结就像两个超导体的‘量子握手’。”当摆锤通过弹簧耦合,原本杂乱的摆动逐渐同步。“就像数百个约瑟夫森结协同工作,太赫兹辐射功率才能实现指数级增长——解决‘卡脖子’技术难题,需要的就是这种‘谐振齐心’!”
他指向投影中放大的约瑟夫森结结构图解释道:“单个结的隧穿电流微弱,但若将数百个结像这些耦合摆锤一样精密排列,它们的协同震荡就能让太赫兹辐射功率实现百倍提升。”屏幕上随即展示出王华兵老师课题组自主研发的太赫兹源——指甲盖大小的基片上集成着上千个约瑟夫森结,仿佛微观世界的“共振方阵”。

单光子探测器之争:把论文写在祖国大地上
当屏幕亮出中美超导单光子探测器技术对比图时,课堂骤然安静。我国自主研发的探测器灵敏度已达国际领先水平,但部分核心工艺仍需攻坚。“这不仅是技术竞赛,更是一场青年使命的接力赛。”王老师展示新疆漠河天文台用国产探测器捕捉的星空图像,寄语同学们:“希望你们记住——电子跃迁的轨迹,应该印刻在祖国需要的坐标上。”

结语
这堂“科学之光”课,不仅用超导体的零电阻特性“导通”了新生探索科学的热情,更以迈斯纳效应般的坚定姿态,在青年心中筑起“科技报国”的精神磁场。正如课程结束时投影上的那句话:“当你与时代共振,每一个微观的‘量子跃迁’,终将汇聚成民族复兴的洪流。”
(助教张扬昊 供图供稿)
