根據錒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,進而將這種固定程序推廣到整個元素周期表的關鍵,便在於對大量實驗數據的歸納總結。
畢竟劉峰的腦海中,並不缺少相應的實驗數據,如果哪方麵的實驗數據不能支持這樣的歸納,他可以在短時間內,模擬出很多。
隻不過,雖然他的腦子能夠存貯大量的實驗數據,但是對這些數據的處理和將其完全記憶下來是兩個不同的概念,很多時候,劉峰都必須借助到電腦以及相應的處理工具,才能非常直觀地發現這些數據之間的必然聯係。
這也是他經常一個人宅在寢室或者辦公室裡的原因。
隻有對最終的結果有了一定的把握或者是思路,他才會真正的借助現實實驗來進行驗證。
因此,很多時候,在外人看來,劉峰設計的實驗非常具有針對性,幾乎沒有多餘的程序步驟,仿佛天生就是為了這個答案而存在的,就是因為這樣的原因。
用答案來逆推過程,隻要不是太low的人,費點精力都能做到,更不用說像他這般可以開掛的大學霸!
這一次,劉峰當然也不例外。
隻不過,和超級對撞機的碰撞實驗有所不同的是,元素周期表的各種元素和超導特性的關係,要更為繁複一些。
反物質工程涉及到的超級對撞機碰撞,隻需要模擬高速質子和目標金屬靶的碰撞就行,最多再增加一個高能激光的照射作用;然而,各種金屬元素和非金屬元素就有100多種,再加上這些元素不同的電子排列分布,最後導致的超導特性也各自迥異,即便有著超級大腦的劉峰,也在這些數據麵前頭疼不已。
還好元素與元素之間也有分類,如錒係元素、鑭係元素等,雖然元素不同,但前人早就總結出了這些元素的相似性,這給站在巨人肩膀上的劉峰,不知道節約了多少精力。
同錒係元素被證明具有超導特性不同的是,其他元素是否具有超導特性還是個未知數。
因此,前者劉峰在查閱了文獻後,很快就能模擬出來,一張紙一支筆,就可以開展研究,而後者,必須在無數次失敗的實驗當中總結經驗。
劉峰在寢室裡幾乎宅了整整三天三夜的時間,將元素周期表的元素嘗試了一個遍,他也隻發現了58種元素具有超導特性;然而,這些元素的超導特性,似乎沒有任何關聯一般,幾天的絞儘腦汁,幾乎都要讓他以為自己的方法是錯誤的!
索性在鑭係元素上,最後給了他一個不大不小的驚喜,這才讓他堅定了自己的想法。
因此,當下劉峰就暫時放下了對其他元素超導特性的研究,決定先把鑭係元素的超導程序總結出來。
和錒係元素類似,鑭係元素也能同其他元素協同構建理想的晶格,產生強烈的電子-聲子相互作用,而且因為原子序數普遍比錒係元素靠前的緣故,在放射性和安全性方麵更具有優勢。
這一次,劉峰要做的實驗,就包含了構建鑭和鑥兩大最具有代表性的鑭係元素氧化物的理想晶格。
幸運的是,他設計的實驗配方中所需用到的材料,在實驗室裡都能找到,找不到的在隔壁的實驗室也能借到。
隻不過,和他借助異能在腦海中模擬實驗不同的是,現實當中的實驗,似乎未知的影響因素更多。
儘管劉峰自認為已經考慮得非常周全,但他仍然花了整整三天的時間,經過了無數次的失敗,這才成功將兩種元素製備成了具有立項晶格的合格氧化物——在燈光的照耀下,就像科幻電影當中散發著科幻氣息的飛碟外殼。
這兩種玩意兒看上去相似,就像是兩塊太陽能電池板,但都充滿了金屬質感。
表麵看上去似乎也沒有什麼特彆的地方,但放在掃描電子隧道顯微鏡下觀察其微觀構造,卻與尋常的氫化物晶格天差地彆,非要用兩個字來形容的話——完美!
沒有在這短暫的勝利喜悅中多做停留,劉峰趁熱打鐵,將兩塊鑭係金屬氧化物先後放在了事先準備好的實驗儀器當中,開始了驗證超導材料特性最關鍵的第二步——
環境模擬!
影響超導材料超導特性的環境,最常見的就是溫度、壓力以及能量散射,因此,所謂的環境模擬,主要就是協調這幾種因素的強度,找到一個最適合形成超導特性的環境係統。
這項操作對實驗人員的操作技術要求很高,可不是手機貼膜那般簡單的工作。
溫度的起伏太快,壓力的不均勻甚至不平穩,很有可能導致超導材料難以展現其超導特性,在強電流的條件下,都不用等待幾秒的時間,瞬間就能將材料燒毀,改變金屬氧化物的完美晶格特性。
雖然此前已經用其它材料試操作過,但劉峰還是失敗了不少次。
折騰了整整一個上午,他才成功測試出了一塊氧化鑥的最佳超導環境。
很明顯,最終的結果是相當喜人的,零下45℃,9800個大氣壓——比起錒係元素普遍高達100萬個的大氣壓來說,條件明顯‘優惠’了不少,至少,已經擁有了一定的現實應用價值!
看著手指甲大小的氧化鑥材料在燈光下反射著迷人的光輝,再看著躺在儀器上顯示的幾組數據,劉峰心中不禁感慨:要是知道了這玩意兒是什麼,有什麼用,怎麼用,隻怕自己開出上億美元的價格,都沒有人會嫌貴吧?
心猿意馬了一小會兒,劉峰將樣品收拾好,包括那些剩下的裝在藥品玻璃瓶當中的材料,也都一個不剩的打包帶好。
初步證實,鑭係元素的氧化物是具有超導特性的,而且其條件也並不十分苛刻,雖然依然還達不到讓他滿意的常溫超導狀態。
現在還剩最後一步了。
那就是將鑭係元素與氧元素之間如何構建完美晶格的程序總結出來!
在崔院士的幫助下,已經總結過錒係元素程序的劉峰,這一次自己操作起來,雖然談不上多熟練,但也算是基本熟悉了。
繼續對氧化鑭材料進行環境模擬,劉峰的動作越發地瀟灑嫻熟,手中的鑷子如臂揮指,將一塊指甲蓋大小的材料固定在了測試儀器裡,然後小心翼翼地關上了蓋子,調整實驗參數,繼續通電。
還好同屬於鑭係元素,有了氧化鑥的成功經驗,加之之前他已經對程序總結出了一個大致的範圍,因此氧化鑭的受用環境隻存在微小的變化。
再次經過了幾次失敗之後,完成了最後的環境微操,劉峰依舊不敢大意,心翼翼地通完電,直到電腦屏幕上顯示出了最終結果,他才長出一口氣,用袖子輕輕擦了下額前的汗水。
“完美!”
看著儀器上的各項數據,劉峰心中充滿了激動,以及,一絲連他自己都沒有預料到的虔誠。
是的,是虔誠。
身為一名科研工作者,對科學的虔誠。
文章本天成,妙手偶得之。
和那些藝術家妙手偶得的藝術作品相同,劉峰覺得,這項程序很有可能就是上天借他之手展示給全人類的,相比起它本身存在的學術意義,潛藏在它背後的經濟價值都暗淡了許多。
深呼吸了一口氣,克製了心中的激動,劉峰將數據代入到之前總結出來的程序範圍當中,繼續精修,終於得出了最後的‘完美’程序。
一切似乎都已經大功告成,剩下需要做的,僅僅是檢驗這種程序的正確性了。
希望最後的檢驗結果,不會讓他失望!
於是,劉峰繼續完成了其他鑭係元素與氧元素的晶格構造,將這些氧化物相繼放到了預先計算出來的環境下,設定每10秒鐘拍攝一張照片,每秒記錄一次實驗數據,接下來,劉峰便電腦裡打開了一些保密性質的材料文獻,靜靜地鑽研了起來,等待最終的實驗結果新鮮出爐。
……
窗外的天已經蒙蒙亮。
不知何時,趴在桌子上睡著了的劉峰,揉了揉眼睛,活動了下僵硬的胳膊,從椅子上站了起來。
然後,他站起來的第一件事,便是迫不及待地走到了實驗儀器前,檢查了樣品的狀態以及儀器最終定格的實驗數據。