獎的領(lǐng)獎時間是在12月10日,諾貝爾先生的忌日,距離這一天還有將近2個月的時間。
既然決定了放棄去斯德哥爾摩裝逼的機會,劉峰自此也收了心,完全將心思放在了和崔崑院士的賭約當(dāng)中。
3個月,想要開發(fā)出一種可以用于針對性替代超級對撞機超導(dǎo)電磁石的常溫超導(dǎo)材料,即便對于開了掛的劉峰來說,也幾乎是不可能完成的任務(wù)。
只不過,劉峰只需要在這3個月之內(nèi),證明常溫超導(dǎo)的可行性就可以了。
國馬克斯普朗克物質(zhì)結(jié)構(gòu)與動力學(xué)研究所在去年用光脈沖導(dǎo)致晶體晶格中的單個原子發(fā)生了短暫變動,從而導(dǎo)致了超導(dǎo)性的產(chǎn)生。
但劉峰認為,常溫超導(dǎo)并不是自古華山一條道,實現(xiàn)常溫超導(dǎo)的路徑,遠遠不只是光脈沖這一種途徑,至少,通過成千上萬次的模擬,他已經(jīng)證明了在超高壓的環(huán)境中,某些材料也具有常溫超導(dǎo)特性。
上一次在現(xiàn)實中的實驗,他已經(jīng)測試了在在20和150萬個大氣壓下,錒系氫化物也具有十分顯著的超導(dǎo)特性。
雖然這些材料仍需要高壓條件,但20的環(huán)境絕對是遠遠超過了前人的成功,這也使“常溫”超導(dǎo)真正意義上成為可能,遠遠超過了國人對常溫超導(dǎo)研究的貢獻。
事實上,錒系元素是原子序數(shù)從9至103的一系列金屬元素,一共有15種,劉峰通過對各種金屬氫化物在特定溫度下導(dǎo)電方式的觀察,發(fā)現(xiàn)了其在周期表中的位置與超導(dǎo)體間的聯(lián)系,并且利用這種聯(lián)系,開發(fā)出了一個計算程序,使錒系氫化物的性質(zhì)與其超導(dǎo)性相匹配,可以應(yīng)用于元素周期表中所有15種錒系元素!
短短幾天時間,就已經(jīng)做到了甚至超過了國外數(shù)十年的研究成果,這樣無與倫比的天資,著實讓崔崑院士等人震驚不已!
怪不得這家伙年紀(jì)輕輕就能夠獲得獎,如此恐怖的學(xué)習(xí)能力,超強的實驗天賦,再加上最終結(jié)果顯示,人家的運氣似乎也非常不錯,因此,也是理所當(dāng)然的了。
只不過,這還遠遠不夠。
因為錒系元素氫化物的超導(dǎo)特性,都需要在超高壓的條件下達到,適用性十分狹隘,因此,這并不能說服崔院士,甚至也不能讓劉峰自己滿意。
因此,劉峰還想將這種程序衍生開來,推廣到其他的元素當(dāng)中,最終可以做到實現(xiàn)計算其他元素還有哪些可以與氫結(jié)合、從而形成室溫超導(dǎo)體的預(yù)測。
而尋找到一種特定的方法來預(yù)測哪些元素可以形成超導(dǎo)材料,其重要意義自然不言而喻,甚至某種程度上,比發(fā)現(xiàn)了某種材料具有超導(dǎo)特性的意義來得更加重大!
想象一下,如果真的能夠總結(jié)出一種定理,證明超導(dǎo)電性和元素周期表之間有種必然的聯(lián)系,那將會給超導(dǎo)材料的研究,節(jié)約多少功夫!
畢竟,當(dāng)前,限制常溫超導(dǎo)材料研究的最大困難,就是沒有一個具體的路線!
即便是國馬克斯普朗克物質(zhì)結(jié)構(gòu)與動力學(xué)研究所,幾十年的辛苦耕耘,終于在去年用光脈沖導(dǎo)致晶體晶格中的單個原子發(fā)生了短暫變動,從而導(dǎo)致了超導(dǎo)性的產(chǎn)生,但也僅僅只是一次運氣性質(zhì)的巧合而已!
之所以如此說,是因為在國人的研究過后,國國家實驗室那邊欣喜若狂、野心勃勃的在這方面投入了10億美元的巨資,甚至還為光脈沖常溫超導(dǎo)項目準(zhǔn)備了一臺價格昂貴的超算,但一年過去了,根本沒有任何性質(zhì)的進展!
相關(guān)負責(zé)人和資本家,隨后發(fā)現(xiàn),這完全就是個無底洞,因此項目持續(xù)了不到一年時間,就被毫不留情地砍掉了,轉(zhuǎn)向了其他方向。
除了國以外,國家層面上,比如國人自己,甚至還有東麗國、毛熊國等國家,也在光脈沖項目上投入了巨資,甚至去年的物理學(xué)獎得主,這一年多的時間里,也是光脈沖項目的狂熱支持者,然而,大家也相繼發(fā)現(xiàn),他們都被坑了
還好之前在這方面的需求不大,從事這方面研究的人員也不多,因此項目都還沒來得及立項,在看到了其他國家的教訓(xùn)之后,也就不了了之了。
當(dāng)然,這也是以崔崑院士為首的人,完全不贊同他搞常溫超導(dǎo)材料的根本原因
而劉峰這一次的目的,就是要讓人對常溫超導(dǎo)的研究,不至于像無頭蒼蠅那般亂撞性質(zhì)的碰運氣!
于是,這才有了他在錒系元素上的總結(jié)性發(fā)現(xiàn),進而想要推廣到整個元素周期表。
說起來,其實這種程序的新算法非常簡單,其基本原理,就是利用各系元素中的電子排列來預(yù)測哪種元素可以與氫協(xié)同構(gòu)建理想的晶格,從而產(chǎn)生強烈的電子聲子相互作用。
所謂的電子聲子相互作用,是指電子與晶格振動之間的相互作用。
由于固體中的電子受到組成點陣的正離子對它的作用,而又由于離子并非靜止,它們總是在平衡位置附近振動著,因此,它們對電子的作用可以分為兩部分:一部分是靜止在平衡位置即點陣陣點上的離子造成的周期性電場。
周期場除了使電子的能譜形成能帶以外,并不造成對于電子的散射,即在周期場中運動的電子的能量、動量準(zhǔn)動量不變。
另一部分是振動所造成的相對于周期性電場的偏離的影響,由于這是離子運動的效果,所以是隨時間變化的,而離子的振動可分解為各種頻率、波矢和偏振的簡正模,各個簡正模的振動態(tài)都是量子化的,點陣的振動可以用各種頻率、波矢和偏振的聲子來描寫。
電子聲子相互作用指的就是這種點陣振動和電子的相互作用。
這種相互作用可以引起許多的物理效應(yīng)。
譬如說,金屬的電阻隨溫度而變化的原因,就在于各種頻率的聲子密度依賴于溫度,而電子聲子相互作用會引起電子能量有所修正,相當(dāng)于修改了能帶電子的有效質(zhì),離子晶體中存在原胞中離子相對位移形成光學(xué)格波,其中縱向光學(xué)格波具有極化電場,它與能帶電子相互作用形成極化子。
金屬和合金在低溫下出現(xiàn)超導(dǎo)電性,就是因此而產(chǎn)生的。
其實,早在1950年,歐洲的兩個實驗室就有所發(fā)現(xiàn):汞的同位素超導(dǎo)臨界溫度與該同位素質(zhì)量的平方根成反比!而這種同位素效應(yīng),便預(yù)示了電子晶格振動是超導(dǎo)現(xiàn)象的因由!
原理看起來非常簡單,而且,誰都知道,這里面很有可能就存在著某種必然的規(guī)律。
然而,想要借用現(xiàn)實實驗室里的各種儀器,發(fā)現(xiàn)這種固定的程序規(guī)律,即便有超過上千人一起努力,再經(jīng)過2、30年的實驗數(shù)據(jù)積累,恐怕也不一定能夠發(fā)現(xiàn)。
這也是常溫超導(dǎo)材料的突破如此困難的根本原因。
也就是劉峰,能夠在掌控微觀世界的條件下,嘗試進行成千上萬次的模擬實驗,才能看到這種簡單的程序。以一己之力,堪比一國,絕對不只是說說而已!
然而,這一次劉峰的目的,已經(jīng)不只是簡單的證明錒系元素與氫元素之間的晶格程序規(guī)律了,而是整個元素周期表的金屬元素與非金屬元素之間的晶格規(guī)律!
這里面涉及到的材料知識和實驗數(shù)據(jù)積累,完全就是一個天文數(shù)字,甚至不比超級對撞機動輒以為單位的實驗數(shù)據(jù)來得要少!
因此,這些天來,劉峰幾乎就沒有怎么出過寢室的大門,一直把自己關(guān)在研究所分配的寢室里,對著電腦里面查詢到的資料、以及自己腦海里模擬出來的那些龐大數(shù)據(jù),絞盡腦汁地設(shè)計實驗。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)這項偉大的目標(biāo),找到里面的必然規(guī)律,他不得不查閱大量的文獻資料,成千上萬次的在自己的腦子里模擬實驗,并且在此基礎(chǔ)上構(gòu)思現(xiàn)實中可行的實驗思路。
促使他如此專注的理由,當(dāng)然還是材料研究所實驗室的權(quán)限問題。
有權(quán)不用,過期作廢!
守著如此一大塊金礦,要是不將其一打盡,再從這里面搞出點東西下來,他實在是連覺都睡不安穩(wěn)。
至于用一座金礦來形容這三個月他在實驗室的權(quán)限,其實一點也不夸張,甚至低估了它的價值。
一座國家級別的材料研究所,先不說里面到底有多少最先進的材料研究設(shè)備這些硬件設(shè)施,只說軟件設(shè)施,譬如說他可以調(diào)動的人手,查閱到的那些有關(guān)材料研究的非公開保密資料,就不是之前的劉峰可以想象的!
早在20多年前,國家63計劃開始的時候,為了聚集材料研究的規(guī)模效應(yīng),實現(xiàn)厚積薄發(fā)的研發(fā)效果,材料研究所的相關(guān)負責(zé)人,就將國內(nèi)絕大部分的材料研究資料,匯總到了研究所的旗下。
這里面,不僅保存著最新一代的5代戰(zhàn)機吸波材料的研究資料,甚至還有單重50100噸航母用大寬厚高強度航母船用鋼、第三代核電主管道、堆內(nèi)構(gòu)件、超超臨界轉(zhuǎn)子用超級材料等等絕密性質(zhì)材料的研究資料。
當(dāng)然,也就是劉峰,身處反物質(zhì)工程這樣重大的項目下,作為技術(shù)總負責(zé)人,才有這樣的權(quán)限,查看到這些資料。
盡管如此,在材料研究所這邊,那也是經(jīng)過了安保人員的嚴(yán)密跟蹤審核、保證絕對不會泄密之后,才能接觸到的。
因此,劉峰非常珍惜這一次充實自己材料知識儲備的機會。
終于,功夫不負有心人。
“你要借用旁邊的那個實驗室?”
聽到了劉峰的請求之后,正在隔壁低溫超導(dǎo)材料實驗室中分析樣品的崔院士,眉毛疑惑地皺了皺眉。
懷抱著一大疊資料,劉峰笑著說道:“是的,我在研究文獻的時候發(fā)現(xiàn)了一些有意思的東西,想在那座實驗室里操作一遍,可能需要用到暗視野顯微鏡以及相位差顯微鏡,您也知道,這兩種東西,只有那座實驗室才有。”
理由其實是他編的,雖然他和崔院士交情不錯,但還沒有推心置腹到那種程度!
倒不是懷疑崔院士的人品,只是為了避免一些不必要的麻煩罷了。
畢竟這一次的研究,可不僅僅只是關(guān)系到常溫超導(dǎo)材料一方面而已,在其他材料的研究方面,恐怕也具有相當(dāng)?shù)膬r值。
尤其是對軍工方面而言。
“那行吧,一會兒我和那座實驗室的老師打個招呼,至于能不能成,你去實驗樓707辦公室找姜洋教授,他會回答你的要求。”
雖然好奇劉峰好好的搞自己的常溫超導(dǎo)材料,為什么來軍工實驗室做這種實驗,但姜洋教授也沒多問,只當(dāng)是劉峰想要博觀而約取,想要尋找靈感,便很爽快地答應(yīng)了。
如果是其它人借這些設(shè)備,他多少還會猶豫下,不熟的說不準(zhǔn)就拒絕了,但劉峰不一樣,他是第一個榮獲獎的學(xué)者,而且手里還握著一個事關(guān)國計民生的重大項目,再加上又有崔崑院士作保,以及保衛(wèi)科的同志進行審核跟蹤,不用擔(dān)心安全和保密的問題。
兩位教授答應(yīng)的如此爽快,劉峰都有些不好意思了。
早知道他們這么好說話,他還編借什么顯微鏡這種拙劣地借口!
“還有什么事兒嗎?”見劉峰沒有說話,姜教授笑著問道。
劉峰搖了搖頭道:“沒有了,謝謝教授。”
“你一個人做實驗行不行?要不要招人來幫你?”姜教授眼中閃過一絲好奇和火熱,畢竟,能夠和唯一的獎得主一起做實驗,也是一種不大不小的。
即便他老人家現(xiàn)在已經(jīng)不太計較那些虛名了,但這可是劉峰啊!
只不過,劉峰委婉謝絕了:“謝謝教授,只不過還是不麻煩你們了,我想試著自己動手。”
他當(dāng)然不可能同意。
像姜教授這種軍工系統(tǒng)的行家,只怕一眼就看出來這里面的問題了。
到時候很多東西自己都沒法解釋,無論是誰設(shè)計的實驗,為什么如此設(shè)計實驗,這一切又都是怎么做到的當(dāng)初和崔院士一起做實驗的時候,他可是費了好大的功夫才糊弄了過去,而這一次的實驗,比前幾次的實驗,可是更加復(fù)雜,也更加難以解釋
總之,這一次的實驗,注定只能他自己動手來做。
姜教授眼中的失望一閃而過,不過依然還是笑了笑,說道:“那行吧,只要你別把儀器弄壞了就行,要不然,可別怪我到京城告御狀去。”
知道姜教授是在和自己開玩笑,劉峰笑了笑,拍著胸脯保證道:“不會的,您就放心吧!真要有一臺儀器弄壞了,我這百十斤肉,就抵押在您這里了!”
“哈哈!”姜教授哈哈笑出聲來,“幾臺儀器就能給我們換回一名獎大佬,咱們軍工系統(tǒng)這邊的人,恐怕巴不得你多弄壞幾臺!”
劉峰:“”
最終,劉峰還是從姜教授這里獲得了允許,又從安保人員那里拿到了鑰匙,他的下一步計劃總算可以進行了。
然而,劉峰可不知道,他這一次的實驗到底會造成多么深刻的影響,以至于接下來的事情發(fā)展,完全讓他措手不及15
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