与Ali Ghorashi ' 15一起探索凝聚态理论的世界

打开立体声接收器、游戏系统或台式电脑的电源. 等几分钟，然后把你的手放在上面的面板上. 感受温暖? 那是废热，是低效导电的结果. 将这种影响乘以数十亿的居民, 商业, 以及世界各地正在使用的工业设备和机器，你就会开始意识到有多少发电以热量的形式损失了，以及这些废热对全球变暖的影响. 

但别担心. 变革即将到来，15岁的Ali Ghorashi是负责此案的团队的一员. 

阿里在一个充满科学的家庭长大. 他记得，在上小学的时候，他花了好几个小时研读最新一期的《 科普 杂志. 他回忆道:“在那个年龄，我不能理解很多材料。. “但我确实很感兴趣.随着年龄的增长，阿里的兴趣越来越浓厚. 他也开始更多地了解并欣赏父亲在南缅因大学(University of Southern Maine)担任机械工程教授的职业生涯. 

作为新巴黎人注册网站高中的九年级新生, 四年后，阿里开始沉浸在爵士乐中, 他的毕业项目将集中在爵士乐曲的转录上。. 但科学很快成为他学校生活的中心. 他在大一的时候就参加了科学竞赛, 这一年，球队出人意料地在州比赛中获得了第二名. “这是韦恩弗莱特科学激动人心时刻的开始,科学老师温迪·柯蒂斯回忆道. “这群孩子被点燃了，准备迎接更多.” 

阿里在大一的时候也加入了科学奥林匹克队. 无论你是对动手活动感兴趣，比如建造机器人手臂，还是对更具挑战性的测试形式的更抽象的工作感兴趣, 在这些比赛中，每个人都有自己的东西. 阿里在大二时帮助球队获得了州冠军. 在阿里上高中期间，这支球队参加了三次国家级比赛. 

阿里与14岁的索菲·本森合作参加了“MEST up”,，这是一个以stem为主题的电视节目，在缅因州播出了几年. 这对搭档在阿里大三时赢得了比赛. “新巴黎人注册网站开始看到，如果新巴黎人注册网站愿意投入时间, 可能会有显著的结果,他回忆道. “这是我在Waynflete工作期间的一大收获.” 

在他高中的这些年里, 老师们鼓励阿里去尝试和冒险. “新巴黎人注册网站做了很多实验, 那是因为新巴黎人注册网站想看看会发生什么,他说. “新巴黎人注册网站总是追求最高可能的结果，即使事情并不总是成功. We 想要冒险而不是保守行事.老师温迪·柯蒂斯回忆说，阿里在实验室的桌子上驾驶火箭发动机推进的汽车，并试图用范德格拉夫发电机点亮一个荧光灯. 她对他的回忆可以用一个简单的描述来概括:他是一个实验家.

随着大学申请程序的开始, 阿里被要求在数学和物理这两条道路中任选其一. 决定因素是他与宾夕法尼亚大学物理学教授的一系列对话. “与我交谈过的所有物理学家似乎都用一种比数学更自然的方式来解决问题,他说. 我后来在他读本科的时候才知道, 我的导师对我当时脑子里想的同样的问题很感兴趣.”

阿里很快就沉浸在宾夕法尼亚大学的研究中，他希望这些研究能帮助他决定专攻哪个物理领域. 他加入了开发用于检测癌症的碳纳米管的团队，并参与了材料合成项目. 而阿里最终决定研究理论物理, 他还想确保他未来的研究仍然与材料科学和化学有关. “我希望我的工作在实验上是可行的，”他说. “我希望我能在实验室里看到实际的结果.”

In 2018, 阿里是五名被选为获得罗伊和戴安娜瓦格洛斯挑战奖的宾夕法尼亚大学学生之一, 谁的目标是“奖励最优秀的人”, 动机, 高级理科生, 挑战他们，让他们从自己身上得到最大的收获.在他大四的时候，他获得了威廉E. 斯蒂芬斯物理系最佳本科毕业生奖. 

阿里还获得了美国国家科学基金会的研究奖学金. 他把这次申请的成功归功于Waynflete对整个课程写作的强调. “能够将你的想法以书面形式传达给做出资金决定的人是至关重要的,他说. “我在Waynflete的写作经历帮助我提交了一份令人信服的申请.”

感受到学术的召唤, 阿里开始考虑可以攻读博士学位的学校. 虽然哈佛很想让他加入他们的项目, 他选择了麻省理工学院, 被该校和宾夕法尼亚大学之间紧密的工作联系所吸引. “这两个机构都在研究我感兴趣的问题，”阿里说. (阿里在麻省理工学院的博士导师有, 事实上, 他在宾夕法尼亚大学和阿里的前顾问一起完成了自己的博士学位.) 

阿里目前的研究重点是凝聚态理论, 这一领域近年来得到了显著的扩展. 凝聚态系统与大量粒子一起工作，这些粒子的性质很难在实验室中测量, 例如材料由于温度变化而经历的转变(从固体到液体或从超导到非超导状态), 例如). 导电率, 哪一个通常比较容易测量, 用特定的材料在理论上很难预测吗. 生物凝聚态物质研究可能包括预测分子如何在液体中扩散.

这些问题有大量的“自由度”.“新巴黎人注册网站面临的挑战是，要知道在合理的时间框架内解决问题时，可以忽略哪些自由度. 从历史上看, 这些简化帮助研究人员成功地预测了凝聚态现象. 但阿里最近参与了一项研究，该研究重新引入了以前被忽视的自由度，以更准确地研究凝聚态物质的行为.

实际意义

阿里特别感兴趣的是了解为什么有些材料是超导体, 它们在高温下几乎以零电阻传导电流. 他还试图了解为什么一些材料与电场发生强烈的非线性反应. “虽然新巴黎人注册网站观察到了这些行为，但新巴黎人注册网站没有 有理论来解释它们，”他说. “现在是一个激动人心的时刻，许多实验正在进行中. 新巴黎人注册网站的目标是将尽可能多的理论从“不确定”的范畴转移到“接近确定”的范畴.”

阿里的研究在能源消耗领域具有实际意义. 现代电子设备消耗的大部分能量都以热量的形式不必要地损失掉了. 如果材料可以被设计成更有效地导电，那么能量的损失就会更少. 更高效的电子设备意味着能源生产需求的减少, 哪一种可能对气候变化产生积极影响.

阿里也在从事与量子计算相关的项目, 快速从理论到实际设计的一个领域. 量子计算机使用的算法在经典计算机上运行时间太长. 阿里的团队正在帮助创建一个架构，量子计算机研究人员可以在这个架构上构建他们的设备. 他说:“这项工作将打开计算可能性的全新领域。.

阿里最近开始适应他在剑桥的新社区. 花点时间回顾一下他在韦恩弗莱特的时光，以及那些让他走到今天的决定, 他又回到了冒险的概念上. 在他的本科阶段, 阿里经常在不同的研究小组之间切换——尽管这些变化可能会给他的简历或研究生申请带来负面影响. “学生们经常担心，他们需要在本科阶段找到‘一个有凝聚力的目标’, 如果没有它, 他们将受到处罚. 没有人愿意雇用他们，他们也不会被研究生院录取，”他说. “这不是真的. 作为一名大学生就是要弄清楚你想做什么. 在青少年和二十多岁的时候尝试不同的事物比过早地陷入某件事要好得多. 在做了一些探索之前，年轻人不应该有压力去确定自己想做什么.”