原创《赵忠贤：我只做超导一件事》
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半个世纪以来, 著名物理学家赵忠贤的名字一直与我国超导发展紧密相连.他在我国最早提出要探索高温超导体,最早建议成立国家超导实验室,他在高温超导研究中两次实现重大突破……而诸多头衔、荣誉等身,赵忠贤从未自满.
2017年1月9日,赵忠贤凭借超导领域的研究站上国家最高科学技术奖的领奖台.他说,“我觉得,我一辈子就做了一件事,但是并不枯燥,因为超导研究充满挑战与发现.能将个人的兴趣与生计结合起来,是最理想的选择,这有多快乐！”
超导是20世纪最伟大的科学发现之一,是超导电性的简称,指当某种材料处于一定的温度等条件下,电流可以在其中无阻地流动,具备这种特性的材料叫超导体.物理学家麦克米兰根据传统理论计算推断,超导体的转变温度不能超过40K,这个温度被称为麦克米兰极限温度.
1974年,赵忠贤到英国剑桥大学冶金与材料科学系超导组进修.而赵忠贤回国后的几年,从事的工作就是在与阻力做着无休止的抗争.消灭阻力,不断地寻求克服阻力的条件和方法.当一个温度极限被突破,电流畅通无阻的流动起来,而就在此时,另一个阻力极限又已经在等着他了.
1977年,赵忠贤在《物理》杂志上撰文,指出结构不稳定又不产生结构相变可以使临界温度达到40～55K,并提出复杂结构和新机制在某些情况下甚至可以达到80K.挑战由经典理论推导出的麦克米兰极限,以至于当时不少人认为“赵忠贤胆子实在是太大了”.
在最困难的时候,他和团队成员相互鼓励：“别看现在这个样品不超导,新的超导体很可能就诞生在下一个样品中.”终于,1986年底,赵忠贤的团队和国际上少数几个小组几乎同时在镧钡铜氧体系中获得了40K以上的高温超导体,一举颠覆被奉为圭臬的“超导临界温度最高不大可能超过40K”的麦克米兰极限！传统理论崩塌,世界物理学界为之震动,“北京的赵”在国际著名科学刊物上崭露头角.
与此同时,赵忠贤团队还发现了70K的超导迹象,这已经离77K液氮温区不远了.由于当时没人能够重复70K迹象,海外有学者质疑中国的结果,来信和打电话施压.
后来经过反复思考试验 赵忠贤意识到：由于实验样品用的原料含有很多杂质,70K迹象的出现可能是杂质发挥了某种作用.顶着巨大的压力,赵忠贤并没有放弃,他开始主动“引入杂质”.赵忠贤清楚地记得,就在1987年2月19日深夜,他们团队在钡钇铜氧中发现了临界温度93K的液氮温区超导体！23日,他们研制出第二批样品,由此证明了制造工艺的可重复性.24日,中国科学院数理学部举行新闻发布会宣布了这一发现,并在世界上首次准确公布了材料的组成成分.
他成功了！赵忠贤等人的发现使得超导体低温环境的创造由原本昂贵的液氦替代为便宜而好用的液氮.从此,在全世界范围刮起了液氮温区超导体的旋风.无论是经历辉煌,还是面对低谷,赵忠贤都能保持一份平和的心态,继续潜心研究,厚积薄发.也是这种对科学的孜孜以求,让赵忠贤在20年后再次引领世界热潮,收获了超导研究的第二次突破,创造了大块铁基超导体55K最高临界温度纪录并保持至今.
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