第319章 欲捕魚先織網(1 / 2)

炸藥獎的領獎時間是在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中。

3個月,想要開發出一種可以用於針對性替代超級對撞機超導電磁石的常溫超導材料,即便對於開了掛的劉峰來說,也幾乎是不可能完成的任務。

隻不過,劉峰隻需要在這3個月之內,證明常溫超導的可行性就可以了。

D國馬克斯普朗克物質結構與動力學研究所在去年用光脈衝導致晶體晶格中的單個原子發生了短暫變動,從而導致了超導性的產生。

但劉峰認為,常溫超導並不是自古華山一條道,實現常溫超導的路徑,遠遠不隻是光脈衝這一種途徑,至少,通過成千上萬次的模擬,他已經證明了在超高壓的環境中,某些材料也具有常溫超導特性。

上一次在現實中的實驗,他已經測試了在在-20°C和150萬個大氣壓下,錒係氫化物也具有十分顯著的超導特性。

雖然這些材料仍需要高壓條件,但-20℃的環境絕對是遠遠超過了前人的成功,這也使“常溫”超導真正意義上成為可能,遠遠超過了D國人對常溫超導研究的貢獻。

事實上,錒係元素是原子序數從89至103的一係列金屬元素,一共有15種,劉峰通過對各種金屬氫化物在特定溫度下導電方式的觀察,發現了其在周期表中的位置與超導體間的聯係,並且利用這種聯係,開發出了一個計算程序,使錒係氫化物的性質與其超導性相匹配,可以應用於元素周期表中所有15種錒係元素!

短短幾天時間,就已經做到了甚至超過了國外數十年的研究成果,這樣無與倫比的天資,著實讓崔崑院士等人震驚不已!

怪不得這家夥年紀輕輕就能夠獲得炸藥獎,如此恐怖的學習能力,超強的實驗天賦,再加上最終結果顯示,人家的運氣似乎也非常不錯,因此,也是理所當然的了。

隻不過,這還遠遠不夠。

因為錒係元素氫化物的超導特性,都需要在超高壓的條件下達到,適用性十分狹隘,因此,這並不能說服崔院士,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中,最終可以做到實現計算其他元素還有哪些可以與氫結合、從而形成室溫超導體的預測。

而尋找到一種特定的方法來預測哪些元素可以形成超導材料,其重要意義自然不言而喻,甚至某種程度上,比發現了某種材料具有超導特性的意義來得更加重大!

想象一下,如果真的能夠總結出一種定理,證明超導電性和元素周期表之間有種必然的聯係,那將會給超導材料的研究,節約多少功夫!

畢竟,當前,限製常溫超導材料研究的最大困難,就是沒有一個具體的路線!

即便是D國馬克斯普朗克物質結構與動力學研究所,幾十年的辛苦耕耘,終於在去年用光脈衝導致晶體晶格中的單個原子發生了短暫變動,從而導致了超導性的產生,但也僅僅隻是一次‘運氣’性質的巧合而已!

之所以如此說,是因為在D國人的研究過後,M國國家實驗室那邊欣喜若狂、野心勃勃的在這方麵投入了10億美元的巨資,甚至還為光脈衝常溫超導項目準備了一台價格昂貴的超算,但一年過去了,根本沒有任何性質的進展!

相關負責人和資本家,隨後發現,這完全就是個無底洞,因此項目持續了不到一年時間,就被毫不留情地砍掉了,轉向了其他方向。

除了M國以外,國家層麵上,比如D國人自己,甚至還有東麗國、毛熊國等國家,也在光脈衝項目上投入了巨資,甚至去年的炸藥物理學獎得主,這一年多的時間裡,也是光脈衝項目的狂熱支持者,然而,大家也相繼發現,他們都被坑了……

還好華國之前在這方麵的需求不大,從事這方麵研究的人員也不多,因此項目都還沒來得及立項,在看到了其他國家的教訓之後,也就不了了之了。

當然,這也是以崔崑院士為首的人,完全不讚同他搞常溫超導材料的根本原因……

而劉峰這一次的目的,就是要讓人對常溫超導的研究,不至於像無頭蒼蠅那般亂撞性質的碰運氣!

於是,這才有了他在錒係元素上的總結性發現,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,就是利用各係元素中的電子排列來預測哪種元素可以與氫協同構建理想的晶格,從而產生強烈的電子-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。

由於固體中的電子受到組成點陣的正離子對它的作用,而又由於離子並非靜止,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,並不造成對於電子的散射,即在周期場中運動的電子的能量、動量(準動量)不變。

另一部分是振動所造成的相對於周期性電場的偏離的影響,由於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。

譬如說,金屬的電阻隨溫度而變化的原因,就在於各種頻率的聲子密度依賴於溫度,而電子–聲子相互作用會引起電子能量有所修正,相當於修改了能帶電子的有效質,離子晶體中存在原胞中離子相對位移形成光學格波,其中縱向光學格波具有極化電場,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超導電性,就是因此而產生的。

其實,早在1950年,歐洲的兩個實驗室就有所發現:汞的同位素超導臨界溫度與該同位素質量的平方根成反比!而這種同位素效應,便預示了電子–晶格振動是超導現象的因由!

原理看起來非常簡單,而且,誰都知道,這裡麵很有可能就存在著某種必然的規律。

然而,想要借用現實實驗室裡的各種儀器,發現這種固定的程序規律,即便有超過上千人一起努力,再經過2、30年的實驗數據積累,恐怕也不一定能夠發現。

這也是常溫超導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,絕對不隻是說說而已!

然而,這一次劉峰的目的,已經不隻是簡單的證明錒係元素與氫元素之間的晶格程序規律了,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律!

這裡麵涉及到的材料知識和實驗數據積累,完全就是一個天文數字,甚至不比超級對撞機動輒以TB為單位的實驗數據來得要少!

因此,這些天來,劉峰幾乎就沒有怎麼出過寢室的大門,一直把自己關在研究所分配的寢室裡,對著電腦裡麵查詢到的資料、以及自己腦海裡模擬出來的那些龐大數據,絞儘腦汁地設計實驗。

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