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科堂|超导领域的中国符号——赵忠贤

[时间:2021-11-27 13:37来源:未知作者:admin浏览:]

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  大家好,现在是科堂YA讲故事时间!今天我们要介绍的科学家是中国科学院院士、中国高温超导研究的领军人赵忠贤。

  作为开启我国高温超导研究的先驱之一,他最早在我国提出要探索高温超导体,最早建议成立国家超导实验室,为我国超导发展在落后50年的情况下,实现了从追赶者到领跑者的跨越。01

  当某些材料在温度降低到一定数值时,电阻会突然消失,具备这种特性的材料被称为超导体。对大多数人来说,超导是陌生又高深的科学名词。实际上,超导就在我们身边。人们熟悉的磁悬浮列车、核磁共振成像仪,手机基站的高温超导滤波器等,都离不开超导材料。

  1964年,赵忠贤刚刚大学毕业时,超导仍是一个世界性的谜题,中国的超导研究才刚刚起步,已经比国外同行晚了半个多世纪。赵忠贤带领团队日夜攻坚克难,仓库里领到的材料是上世纪50年代生产的,烧样品的炉子是自己绕制的,买设备都买二手的,而连续加班加点则成为常态。当时的中国科学家们,就是以这样落后的科研条件,与世界顶尖的科研团队同场竞技。苦干终于迎来收获,在1986年,赵忠贤带领团队获得了40K(开尔文,热力学温度单位)以上的高温超导体,突破了认为“超导临界温度最高不大可能超过40K”的麦克米兰极限。一时间,多年来被奉为经典的理论被推翻了,赵忠贤也因此一举成名。“北京的赵”成为他的代名词,频频出现在国际超导界。这是中国科学家第一次在超导研究中,从追赶者变成了领跑者。

  此后,仍在实验室里埋头苦干的赵忠贤“乘胜追击”——1987年2月19日深夜,他的团队独立发现了临界温度93K的液氮温区超导体,并在国际上首次公布其元素组成:钇—钡—铜—氧。这一突破性的发现让赵忠贤团队因此荣获1989年度国家自然科学奖一等奖,他也作为团队代表获得了第三世界科学院物理奖。

  有人说,科学家的黄金科研时期是短暂的,当青年科学家走过自己的创新高峰期之后就会趋于沉寂。然而,这个说法在赵忠贤这里并不成立。1987年的辉煌已经过去,经过数十年高温超导研究中无数次制备、测试、分析、放弃、再重新开始,20年后,赵忠贤的名字再次震动了世界物理学界。

  赵忠贤科研人生的另一个高峰出现在了大家想都不敢想的方向上——他与国内同行分别打破了国际物理学界普遍认为的40K以上无铁基超导的“禁忌”。2008年,当时已经67岁的赵忠贤,在成果出现前夕还曾带领年轻人熬了三个通宵,不仅发现了系列50K以上铁基高温超导体,还创造了大块铁基超导体55K的纪录,并保持至今。2014年,赵忠贤团队凭借铁基高温超导研究再次问鼎国家自然科学奖一等奖。2017年,75岁的赵忠贤走上国家最高科学技术奖的领奖台。

  “我这一辈子只做一件事,就是探索超导体、开展超导机理研究。”赵忠贤认为,“如果我们的社会,每个人都持之以恒做一件事,很多问题都可以解决”。

  超导研究潮起潮落,赵忠贤40余年的高温超导研究历程并非一番风顺。国际上第一次高温超导热潮中的主角——铜氧化物,是一种很脆的材料,难以大范围普及应用。上世纪90年代,铜氧化物高温超导体热潮过后,全世界科学家对超导材料的探索一度陷入迷茫,进入了长达20多年的瓶颈期,始终没有新的突破,持续的低潮消磨了曾经的热情,一些人下海了,还有人调整了研究方向,但赵忠贤依然埋首工作,一如既往。

  “大潮来的时候很多人都参加了,这个最热门过去以后,剩下来的都是在那啃硬骨头的,我们认为这个硬骨头啃起来,仍然有味道,那我还要继续去啃”

  在今天从事高温超导研究的年轻科学家们眼里,已过古稀之年的赵忠贤,始终报有一份啃硬骨头的执着和严谨。他把更多的精力投入到为年轻人把握科研方向和营造好的科研环境上。既是良师,也是榜样。对赵忠贤来说,虽然已经荣誉满载,白发满头,但超导仍是他孜孜以求的永恒主题。做科研不仅是赵忠贤的“饭碗”,更是兴趣所在——用他的话讲,就是“快乐在于每天都面对解决新问题的挑战”。“希望在人类文明的长河中,作为一个中国人去做一些贡献,这本身就是对国家的贡献”

  1964年,毕业于中国科学技术大学技术物理系;同年,先后任中国科学院物理研究所实习研究员、课题组负责人之一。

  1987年,率领团队独立发现了临界温度93K的液氮温区超导体,并在国际上首次公布其元素组成:钇—钡—铜—氧。

  2008年,发现系列50K以上铁基高温超导体,创造大块铁基超导体55K的纪录,并保持至今。

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