盛明安閉關多天,收獲不少,可是距離突破最關鍵的技術壁壘隻差一步之遙,而他毫無頭緒。
在一籌莫展的前提下,盛明安聽從導師建議,暫時放下手頭工作去上課、完成其他課題,學習一些課外小知識,以及參加課外活動比如mit頗為聞名的競技體育項目。
這天下課後,盛明安路過宿舍樓,餘光瞥見門口一塊白板寫著晚上六點鐘有一場關於石墨烯超導的講座,再看講座教授:巴勃羅。
正是石墨烯魔角具有超導性的發現者。
盛明安隻沉吟兩秒便迅速決定去聽今晚的這場講座。
他宿舍收拾一下,在手機裡同陳驚璆說了一聲便前往講座所在的階梯教室。現下還早,教室內寥寥數人低頭看書,盛明安找了個正中的位置坐下來,翻開草稿本繼續計算。
時間一一秒過去,五點半時,教室已經滿座,連走道都擠滿了人,看來石墨烯的超導性確實引起很多人興趣,誰都想在這個陌生的領域裡拿到大滿貫。
六點鐘一到,講座準時開始。
巴勃羅是一名中等身材的中年男子,穿一身黑西裝,沒打領帶,衣領和衣角都有些淩亂,看上去有點不修邊幅。
“價電子占據p軌道的碳基材料和強關聯係統沒有太大關係,一般認為它們不可能是超導材料。”巴勃羅開頭引人入勝,直接切入講座主題,打開多媒體指著身後色彩豔麗的圖片說:“但魔角石墨烯超導是一個例——這是溫度-載子濃度相圖。”
盛明安看向ppt上的溫度-載子濃度相圖,心湖波動,快速臨摹下這幅圖,然後入神的聽巴勃羅講述:“……石墨烯的能帶關係和光子一樣都是線性關係,本來不能作為強關聯係統研究,然而實驗結果表明石墨烯在某些特殊角度下,費米速度轉變為零,在費米麵附近形成平坦能帶。平坦能帶中,電子對庫侖力不可忽略。”
所謂強關聯係統即指電子與電子之間的庫倫作用力不能被忽略,本來石墨烯不具備強關聯係統,可是當兩層石墨烯以某些特殊角度旋轉後就會使費米速度變為零,從而形成平坦能帶。
平坦能帶處的庫侖力不能被忽略,因此石墨烯便有了強關聯係統,區彆於多數碳基材料,成為具有超導性的一種非常規超導材料。
石墨烯與石墨烯之間的特殊旋轉角度不同,則會產生意想不到的反應或性能,譬如旋轉1.1°的石墨烯具有超導性。
所以石墨烯特殊旋轉角度一直都是材料物理學家們研究的熱門領域。
巴勃羅繼續說:“石墨烯魔角的實驗證實石墨烯超導材料所需要的的載子濃度是目前已知所有超導材料中最低的,我們可以通過改變載子濃度變化絕緣體。”
載子,電流載體,半導體中電子流失導致共價鍵留下空位是載子,自由移動帶有電荷的電子也是載子。
半導體中的載子一共兩種,空位和電子。
盛明安心跳加快,想起研究所發送過來的五千多份銅氧化物混合物樣本,想起混合物樣本數據裡得出的結論,電子對濃度影響超導臨界溫度,感覺自己隱約觸碰到了通向真理的那層白色薄膜。
台上的巴勃羅說:“你們應該知道,超導體自被發現至今,成兩個階段。一是常規超導體,對應的超導理論是bcs理論,它很好的解釋了常規超導背後的機製,雖然人們一開始以為這就是所有超導材料運作機製的微觀理論。”
bcs理論問世,超導機製被破解,理論發現者巴丁被授予物理諾獎,然而人們很快發現即使掌握超導理論仍無實現出室溫超導,直到具有超導性的銅氧化物新材料被發現。
新的超導材料被發現,bcs理論不能解釋新式超導材料理論,還是沒辦實現室溫超導。
這時人們才意識到原來bcs理論隻能解釋一部分超導體(金屬超導體)的運作機製,它不是完善的超導理論。
“二是非常規超導,沒有對應的超導理論,我們至今不能知道背後的運作機製,不能得出完美的物理理論。”
“而現在我可以明確告訴你們,魔角雙層石墨烯和很多非常規超導材料具有很多相似性,這就是我為什麼開這堂講座、為什麼站在這裡的原因。”
巴勃羅環顧教室內一圈,頗為和善的鼓勵:“我希望你們這一代青年物理學家能夠建立新的超導理論,實現室溫超導。”
教室內的青年學生們受此鼓勵紛紛流露出驕傲意氣的神采,不由自主挺直脊梁,仿佛那困擾物理界幾年的超導理論隻是一座遲早會被征服的雪山。
哪怕他們其實都明白征服那座雪山有多難。
即使他們是天才——毫無疑問,這裡彙聚了來自世界各地的天才,他們聰明得令人自慚形穢,可在物理殿堂中,隻有天才中的天才,才有幸加冕桂冠。
隻不過是來自年長者的鼓勵激勵了他們的鬥誌,而掌握這些話術技能又是身為優秀講師應該具備的基本素養。
趁群情還算激昂時,巴勃羅繼續引導學生們探索他的思路,在場無一不沉浸其中,除了盛明安。
盛明安心神不寧,攀到了雪山的巔峰,被前麵一塊巨石擋住去路,他找到了製作撬開巨石的杠杆材料,所以他坐立不安,很快起身悄悄從後門離開。
他原本坐在中間最顯眼的位置,離開時貓著腰儘量低調還是吸引了一些目光,譬如最後排也來取經的朱莉安。
朱莉安記錄到一半,抬頭看見盛明安離開不由心生疑惑,他不是也開展石墨烯超導課題?為什麼不趁這個機會向巴勃羅教授取經?
還是他不需要?已經傲慢到這個地步了嗎?
朱莉安搖搖頭,排除盛明安太傲慢瞧不起巴勃羅教授的講座的可能,連她都看得出巴勃羅教授這場講座的精彩,盛明安不可能中途放棄講座,除非他——
靈感爆發!
朱莉安神色複雜,如果真是她猜測的靈光一現,那盛明安未免太受物理大神眷顧了!
離開盛明安確實靈感充沛,他趕緊宿舍,關門關燈、拉上窗簾,將自己置身於一個封閉安全不會受人打擾的空間裡,然後拿出手機請假,同時通知陳驚璆一聲,免得他尋來卻沒有接到通訊。
隨後關機,翻開草稿本和電腦,陷入靈感爆發帶來的巨大的顫栗快感中,肆無忌憚揮霍他深受物理之神眷顧的幸運,結合數據庫裡上萬份樣本數據、以及研究所團隊郵給他的銅化合物混合樣本數據,還有之前在研究所、之後在mit所做的石墨烯相關實驗的數據,結合從講座、從巴勃羅那兒獲取得來的靈感,設計實驗方案,並試圖從中推導出超導理論的數學公式。
“超導配對對稱性,不同超導材料對應的波超導,每一種波超導具有不同表現形式,數學公式表達為……”
“基於bcs理論的耦合超導理論……”
翻頁、翻頁,白紙被娟秀的字體填滿,密集的物理公式層層計算推演至不停翻頁仍然沒有得出結果,但是盛明安毫不氣餒,早有預料一般,充滿耐心的繼續寫下去。
好不容易寫完一輪計算,他便迅速投入下一輪。
物理和數學的關係最親密無間,如果說數學是人類所有學科的基石,物理一是生長在這塊基石上的最粗壯的大樹,枝葉繁茂、遮天蔽日。
任何一個物理實驗都離不開數學計算,任何一道物理理論都建立在數學推導下形成的公式上。
“p波超導體相變……”
隨著一行行字體清晰的實驗思路被記錄下來,盛明安腦海中的實驗方案逐漸成型,關於新超導理論的猜想架構已經搭起內裡的骨頭,正等他賦予血肉、賦予皮囊。
***
陳驚璆走出實驗室的第一反應是打開儲藏櫃翻出手機,打開聊天軟件、點進置頂對象,大拇指剛停在輸入框上就看見盛明安的留言:[在忙,關機。]
[接下來的幾天,每天都很想你。]