作者:张晴丹 来源:中国科学报 发布时间:2022/8/10 23:33:47
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从投稿《自然》到发表用了两年多!一作感触颇深

 

2020年6月24日,一篇关于水中电子阿秒电离问题的稿子投递到Nature编辑部。论文作者们原本以为很快会被接收,然而,却陷入了漫长的等待。

论文经历了三轮审稿,该科研团队对审稿意见的回复竟累计长达99页。最终,在今年6月28日,论文被Nature接收。两周后,论文以加速预览形式在线发表。

论文从投稿到发表,足足用了2年多的时间。论文一作、华东师范大学研究员宫晓春感触颇深。

成果问世时“技惊四座

水对于大多数人来说是再熟悉不过的事物了,但在科研工作者眼中,水却是一个丰富多彩而又充满神奇色彩的物质媒介。

水是液态的,而用来做研究的大多是孤立的水分子。从水分子到液态水如何演变的问题,实验理论上已有很多探索。而其中,实验上直接观测电子结构是如何演化,尤其在电子本征运动时间尺度上,是颇具挑战性的。

比原子核运动更快的是电子,决定物质结构的也是电子,这意味着关于水电子结构部分的探测十分关键。像常见的一些静态红外光谱测量,都是慢尺度飞秒乃至皮秒量级的,而在电子电离一瞬间对电子状态的测量却是个空白领域。宫晓春与瑞士科研团队主要探索的就是这部分内容。

此外,前期实验已报道单分子水与液态水的电子特征有着巨大差别,而究竟是哪些因素导致,是需要去努力解释的基本科学问题。

在突破许多概念和方法上的挑战后,科研团队发展出阿秒尺寸分辨团簇光谱技术,用以观测尺寸分辨的水团簇内的阿秒电子动力学,并测量依次增加分子数,对水团簇光电子电离延迟时间的影响,相关实验结果在2018年年底便基本完成。

论文通讯作者、苏黎世联邦理工学院(ETH)物理化学实验室教授H. J. W?rner,于2019年第一次在会议上介绍相关成果时,一下子便“技惊四座”。

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论文中提出阿秒尺寸分辨团簇光谱技术。依托的实验室是怎样从无到有,建设成最前沿的实验室。受访者供图

他们的研究成果,提供了一种观察电子团簇结构演化的全新视角,从技术上弥补了团簇研究领域的空白,让学术界有了新的技术和方法去探索未知的领域。

不过,在接受《中国科学报》采访时,宫晓春看起来非常淡然。因为在他心里,这件事早已画上句号。

“这篇论文的发表,可能别人会觉得是非常新颖的工作。对我来说已经过去两年,许多新的探索已经推进下去了。宫晓春说。

审稿漫长,放缓发表进程

所有的研究工作早在2019年就全部完成,加上做理论和后期整理,最终论文在2020年6月24日投到Nature。起初,科研团队都对研究结果信心十足,以为很快会被接收,然而,却陷入了漫长的等待。

在第一轮同行评议环节,审稿人一未回复,审稿人二举双手赞成发表,并表示这项研究成果“意义非常惊人,而审稿人三的意见则耐人寻味。

“他一开始怀疑我们实验数据的分析方法和理论方法。但我们做这行很久了,在数据测量方面已处于领先水平。我们仔细地回复了他的实验及理论问题,在第一轮回复内容中就打消了他提出的实验问题。宫晓春说。

没想到,这位审稿人在第二轮却继续围绕理论问题发散思考。“他提的理论问题是这个领域一直没有人能回答的、大家都在致力于解决的问题,超过了目前理论计算的承受力。

等待审稿人三回复意见的时间有时长达数月。“我们每次都是一个月内回答审稿人提的问题,之后等待的过程着实比较艰难,心情犹如坐过山车一样。宫晓春说。

好在从第二轮开始,Nature编辑看出审稿人三所提的问题并不客观。在仔细阅读了审稿意见以及科研团队的回复内容后,期刊编辑在第二轮结束后,重新找了第四位审稿人。

审稿人四虽然写了很长的意见,涉及30多个问题,但都是一些细碎之处,比如激光参数、分辨率、分析方法等方面的问题。他表示非常赞赏这项研究工作,并希望科研团队把普适性拓展一下。

在宫晓春看来,审稿人四的确体现了一位审稿人该有的价值。

“我们猜测他应该是研究水相关问题的专家,因为他对水局域化或者电子离域化问题认识得很透彻,所以他知道我们的实验结果确实是对的。他指出我们应该在一开始就把研究亮点展示清楚。宫晓春说。

审稿人四客观公正的分析,赢得了编辑的信任。科研团队基于审稿人意见对论文多次“精雕细琢,论文终于在今年6月28日被Nature接收。

科研团队针对全部审稿意见的回复加起来竟有99页,宫晓春打趣说,“都可以出本书了!他们选择对外公开发表回复意见,附在论文后面。

三轮“历劫下来,使得大家从最初的充满期待和心潮澎湃,到后面逐渐被消磨殆尽。宫晓春也在这场煎熬里练出了“佛系,之后的任何事情都能泰然处之。

两次参与组建实验室

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宫晓春      受访者供图

和许多人一样,宫晓春从小就有一个科学家的梦想。

2012年本科毕业后,宫晓春被保送到华东师范大学,跟着刚回国不久的吴健教授一起建实验室。组仪器、做实验、分析数据、研读论文……他逐渐找到了科研工作的节奏和乐趣。

两年间,他跟随导师一同搭建了分子多维动量精密符合测量实验系统,其中涉及到超高真空技术、超声分子束源、时间飞行谱仪、电子离子符合探测、数据采集等多项复杂技术。基于该实验系统,他结合时间频率域精密控制的飞秒激光脉冲,开展分子超快行为测控方面的实验研究,并取得累累硕果。

宫晓春对ETH一直有种执念,尤其是对H. J. W?rner和U. Keller两位教授特别敬重,他们都是阿秒领域的顶尖专家。读博期间,宫晓春多次出国交流。在2015年去维也纳科技大学交流学习时,他给两位教授发邮件,表达想去实验室参观学习的意愿,最终如愿以偿。

博士毕业后,宫晓春获得了留校资格。机缘巧合与H. J. W?rner再次联系,并以博后的身份在ETH物理化学系参与工作。

H. J. W?rner在阿秒领域的研究正好是我博士期间没有涉足的,而我在符合测量方面的研究又正是他缺乏的。所以我俩一拍即合,正好可以优势互补,开启新领域。”宫晓春说。

合作第一步就是要建实验室。宫晓春回忆,当时H. J. W?rner给了一个很空旷的实验室,里面只有几张台子和一堆废弃的物品。他就从这里“白手起家”,没日没夜潜心钻研、一周七天地循环工作着。

“建实验室时,ETH教授Hans Jakob对我的支持很大,拥有最高的优先权。只要我需要,他会第一时间满足我的各项需求,并提供指导。所以我仅仅用半年时间就在那里建出一个实验室,当然也投入了大量的经费。”宫晓春说。

H. J. W?rner拿着这项成果出去作报告时,其他同行都为半年之内蹦出个实验室而惊叹不已,并称该成果简直“从天而降”。而H. J. W?rner则很高兴地表示,“一切都是在对的时间遇到对的人。”

两次建实验室的经历,宫晓春从头到尾都参与了,这让他的各方面能力快速得到提升。2019年初,宫晓春回到华东师范大学任教,现已是一位博士生导师,并在去年获选国家优秀青年科学基金。

不过,宫晓春并不觉得自己有多么出色。他表示自己只是科研队伍里普通的一员,只是喜欢埋头做实验,遨游在探索科学的世界里。

“这篇论文的发表已成往事,我只想着眼于未来,还有太多未知领域等着我去探索,以后还要做出更多更好的成果,这才是重点。”宫晓春表示。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05039-8

   

 
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