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對於超導的研究來說,就像是凝聚態物理一樣,既分實驗方向,也分理論方向。
超導研究的實驗方向很好理解,差不多就相當於材料學的研究,研究這方面的學者們每天想的就是合成出室溫超導,所以也就出現了各種各樣的學術詐騙行為。
利用相同實驗結果難以復現的潛規則,發表出一些震驚世界的成果,都算的上是常見的事情。
當然,也少不了一些正在試圖研究出各項效能都比較好的高溫超導體材料,以此來取代比如鈮鈦合金這類超導材料在當前超導材料市場中的地位。
目前雖然已經有了如YBCO這樣的高溫超導體,僅僅只需要液氮就能夠達到超導態,但是這類高溫超導體因為工藝,以及本身的性質問題,所以並沒有佔據市場。
比如它們在公里級長度的製備上存在問題,同時所能夠提供的磁場大小有限,這類高溫銅基超導體所能夠提供的磁場大小都僅在0.5T到3T左右。
像最常見的超導體運用場所,也就是醫院的核磁共振儀器,所需要的磁場強度比較高,所以YBCO這類高溫超導體就遠遠比不上鈮鈦合金這種最高能夠提供11.7T強磁場的低溫超導體了。
當然,對於這類科學家來說,他們的主要目的還是為了賺錢。
而對於理論方向的學者來說就要不一樣了。
他們雖然也需要做實驗來進行驗證,但他們最主要的目的,還是為了確定超導體的原理。
誠如剛才那位威爾伯教授所說,只要發現了其他的超導原理,那就是註定的一個諾貝爾物理學獎,而這就是那些研究理論的學者們所熱衷追求的。
所以,關於超導體的研究,一直都十分的熱門。
而李牧現在就屬於後者,走理論方向的學者。
唯一不同的是,他不像其他那些學者一樣對諾貝爾物理學獎十分的追求。
反正,他也早就有了能夠與比肩的成果了。
現在他對超導體的研究,更多的也只是因為腦海中的技術詳解揭示了維度力在其中的作用,而這一點,能夠幫助他更加深究,維度力的意義。
……
用專業的鑷子夾起已經被液氮冷卻到了超導態的YBCO塊,上面還在不停地冒出霧氣。
李牧將這塊YBCO塊放在了旁邊的磁鐵圈上,隨後,就能夠看見它漂浮在了磁鐵圈上,在上面晃動著。
而將磁鐵圈翻轉一圈後,這塊YBCO依然懸空,卻依然沒有墜落。
“邁斯納效應啊……”
李牧的心中微微感慨著。
這樣神奇的效應,如果讓他去往古代展現給皇帝們,那國師什麼的職位不都是手到擒來?
而換到了現代,也就正是這些神奇的事情,讓他對科學產生了極大的興趣。
微微搖頭,隨後,也不再廢話,他重新夾住了這塊YBCO,然後開始將其放進了角分辨光電子能譜儀中,開始測量相關的電子結構。
角分辨光電子能譜儀,能夠幫助科學家們分析材料中的電子行為,可以提供十分真實的實驗資料,以此來捕捉到比計算結果更加精準的相互作用和相變現象。
這對於科學家來說都十分的重要。
將YBCO放好,李牧便回到了計算機前,開始啟動arpes。
很快的,arpes中便開始向YBCO發射光源,arpes的原理就是利用光電效應,透過對材料發射光源,將材料中的電子給“踢”出來,然後再收集這些電子的相關資料,以此來分析電子在材料中的行為。
所以從某種程度上來說,arpes分析的算是材料2維面。
當然,對於超導體來說就足夠了。
……
很快,隨著時間的過去,在YBCO失去超導態之前,他也終於收集到了所有需要的資料。
“唔……”看著收集到的資料,李牧倒是也沒有忘記還在儀器中的YBCO塊,先將YBCO給取出來後,他便坐到了旁邊的桌子前,開始對這些資料進行處理。
【Ekin=hv-Φ-|EB|】
【P=hk=√(2mEkin)sin……】
基本上將主要的分析結果都給羅列了出來之後,李牧撐起了下巴,思考起來。
這些資料,基本上和其他論文中對YBCO的arpes分析差不了多少,性質都差不多。
但對於李牧來說,這些人是不夠的,因為這些資料的分析結果和他腦海中,超導材料技術詳解中的內容並不能相對應。
“所以還差了一些東西。”
他沉思起來。
中間還差了一些什麼呢?
“根據技術詳解裡面的內容,這類高溫超導體在形成超導的過程中,電子與電子之間,會形成另外一種新的電子對,只不過,由於溫度更高,這些電子並不像庫珀對那樣,因為溫度足夠低所以聯絡地更加緊密。”
“在高溫之下,它們所趨近的是一種新的狀態,雖然也和庫珀對一樣是一種量子效應,但是從另外的角度來說,維度力帶來的約束,是不容忽略的……”
“嗯?!”
忽然間,想到這裡的李牧,眼中陡然一亮。
“對了!”
他突然拿起手中的實驗資料,然後仔仔細細從頭到尾的看了一遍,將這些資料在腦海中深深的記著,之後,又趕快地從旁邊拿來了一張草稿紙,然後開始了預算。
“之前的學界,對這些資料的處理方式一直都有點太過單調了,應該進行一下改變了。”
“統計學、統計學,真是一個堪稱完美地學科啊。”
他的心中默唸著,直到最後,他的目光鎖定在了其中的兩組資料上。
“既然形成了電子對,那麼,在光電效應之下,這樣的電子對肯定也能夠從一些蛛絲馬跡中發現蹤跡。”
“而這兩組資料……”
這兩組似乎完全沒有什麼相似點的資料,但是李牧卻從中看出了“糾纏”。
物理學家們能夠從實驗資料中看出背後的現象,當然這也需要極其深厚的功底。
而不巧的是,李牧就有這樣的功底。
“運氣不錯,居然發現了。”
李牧微微一笑,然後單獨提取出了這兩組資料,對它們進行再度的處理。
“OK,讓我發現了。”
這高溫超導體中,在超導態下形成的電子對,就是這樣的電子對,在超導體中暢通無阻,使得超導這一神奇的現象,在真實的世界中得以出現。
當然,僅僅發現這麼一組還不夠。
李牧想要做到的是,確定超導的原理,而不僅僅只是發現電子對。
他要知道,這個電子對是如何形成的,就像BCS理論中那樣,對庫珀對的形成進行了完整的講述。
“得繼續收集資料,更多的資料。”
沒有廢話,李牧重新站了起來,重新對YBCO進行冷卻,直到其進入了超導態,然後再將其放到arpes中,繼續利用光電效應收集相應的資料。
當然,除了YBCO,還有其他幾樣高溫超導體材料,比如鉈鋇鈣銅氧等,同時也並不僅僅只是這些銅基的材料,他還對第二類超導體也進行了測量。
BCS理論僅僅解釋了第一類超導體,但是並沒有解釋第二類超導體,而只有把第二類超導體也進行解釋,才能方便他去尋找這多種不同類超導體之間的聯絡,並以此來確定超導的統一的原理。
……
就這樣,時間慢慢的過去。
接下來的幾天時間,他都在重複這項工作,收集各種各樣的資料,然後再對這些資料進行處理。
直到又過去了兩個周後。
他申請實驗室的時間到了。
結束完了最後一天的實驗,李牧開始收拾實驗室,而與此同時,實驗室的門被開啟了。
喬治·埃文斯走了進來。
作為實驗室主任的他,在每次實驗室使用結束的時候,他都需要回來進行驗收,確保儀器什麼的不會出現故障之類的事情。
“嘿,李教授。”
他笑著打了聲招呼,隨後他也看了看現場的情況,“看來教授並沒有怎麼使用這些儀器啊。”
李牧攤了攤手:“我基本上只需要arpes就行了,其他的儀器都用不上。”
畢竟也只有arpes能夠幫助他精準地觀察到材料中的電子行為。
“這倒也是。”埃文斯點了點頭,隨後也幫助李牧開始收拾實驗室——當然,也沒有什麼好收拾的地方。
“看樣子,李教授已經有了不小的成果了?”
聽到這個問題,李牧淡然一笑:“還行吧,一些小成果罷了,不值一提。”
“真的嗎?我不信。”埃文斯聳了聳肩膀,“李教授搞出來的成果如果只是小成果的話,那我估計相對論,或者量子力學,再或者是朗蘭茲綱領都只是一些小case了。”
然而這個時候,一道熟悉的聲音又從門口傳了進來。
“看樣子,李教授的實驗結果並不怎麼如意啊?”
那名這威爾伯教授又一度走了進來。
“李教授,超導這方面的東西,確實不是那麼容易研究的,當然,我當初和你說的承諾,現在仍然有效,加入我們一起研究常溫超導的原理,我們已經有了一定的成果,如果你不相信的話,我甚至可以給你簡單地透露一下我們當前的成果,然後伱再考慮是否要加入我們。”
埃文斯一愣:“威爾伯教授,你怎麼又來了?”
每次都是他進來之後好了沒多久,這位威爾伯就進來了。
威爾伯雙手擺了擺,就像是在拉手風琴一樣:“不要在意這點細節,我只是來提前看一看,我們團隊接下來要使用的實驗室而已。”
“李教授,你覺得我剛才的提議如何?我是十分真誠地在邀請您。”
“甚至,我們可能在這次實驗結果完成之後,就會把我們的論文發出去,這是你加入我們最後的機會了。”
“諾貝爾獎啊~”威爾伯雙手張開,做出了搖頭晃腦的樣子。
李牧扯了扯嘴角,毫不猶豫地回絕了:“呃……抱歉,我對於這件事情實在沒有什麼興趣。”
他還是覺得自己手中的東西,拿到諾獎的機率更大一些。
看了看實驗室中的情況,隨後他便對旁邊的埃文斯說道:“埃文斯主任,既然實驗室已經收拾好了,我的實驗也完成了,那就先不打擾了,我待會兒會前往實驗室管理處將鑰匙交回去。”
“好的,您請便。”埃文斯點點頭。
隨後李牧也沒有廢話,從威爾伯的身邊走過,最後離開了這裡。
看見李牧的離開,威爾伯搖搖頭:“本來還以為李教授會對常溫超導體感興趣,結果沒想到啊……”
實驗室中的埃文斯失笑地搖搖頭:“對常溫超導感興趣?威爾伯教授,我覺得沒有多少人會相信這東西,咱們現在甚至都還沒有常溫超導體的樣品,你們又如何能夠推匯出常溫超導的原理?”
“原子彈誕生之前,人們也是這麼想的。”
威爾伯擺擺手:“實踐能夠指導理論,同樣的理論也可以指導實踐,埃文斯主任,如果你在我的團隊中的話,應該就會理解,但遺憾的是,你並不是。”
隨後,他看了看時間,“我也該走了,明天我們會準時過來的。”
而後,他也離開了這裡。
看著他的離開,埃文斯搖搖頭,“常溫超導?”
這威爾伯要是真的能搞出常溫超導的原理——他看了看手中的一罐液氮——他直接一口乾了。
……
回到了辦公室的李牧,也將這半個月以來他完成的所有實驗資料給拿了出來。
總共上千份的資料,相信,也足夠他的分析和研究了。
取出了筆和草稿紙,他的計算再度開始了。
接下來的分析需要一定的時間,大概需要一個周左右,當然,現在的他最不缺的也就是時間了。
辦公室安靜了下來,只剩下了刷刷不停的寫字聲。
他的辦公室向來安靜,也不會有人經常來打擾他,誰也不知道這個好辦公室中的男人,是否又在創造學術上的奇蹟。
直到一個周後。
……
“完成了。”
手中的筆停下,眼前的草稿紙,則已經疊起了厚厚的一沓。
“如果沒有錯的話……”
“一切超導的基本原理就在於——”
他的筆尖一動,在草稿紙上寫下了一個式子。
【H=∑kσξkCkσ+1/N∑kk`……】
“就是這個了。”
這個看起來很是複雜的式子,共有五個項,第一項包括了動能和化學勢,第二項描述了電子對的產生和湮滅,而後面的三個項,則是約束條件,而貫穿了這幾個項,還有一個不可不忽略的條件,那就是維度力的存在。
“溫度越低,維度力越容易被表現出來,所以低溫下的超導體很多,但在特殊的條件下,維度力的約束作用也能被激發出來。”
“因此,隨著材料的結構改變,溫度的提升,超導的各項性質也隨之不同。”
“而導致超導最根本的原因,也就在於……”
當李牧的思維到這裡的時候,忽然,他的手機響了。
他眉頭一動,這個時候,會是誰打來的電話?
一看電話號碼,他便是一愣,是喬治·帕裡西?
“帕裡西教授,有什麼事情嗎?”
“李教授,那個超導理論,你看過了嗎?”
“你所什麼?”
李牧一愣。
什麼超導理論?
還是說……喬治·帕裡西也知道他在研究超導?
而見到李牧似乎完全不知道,喬治·帕裡西便是一愣:“嗯?你居然還不知道嗎?就是牛津大學那個威爾伯教授,他帶領團隊搞出來了一個常溫超導理論,看起來還挺像模像樣的。”
“他用一種比較簡單的數學處理辦法,同時還加上了維度力的因素,然後發現在常溫下,能夠形成超導的材料結構。”
“你就在牛津,所以我就尋思著問問你。”
“威爾伯……?”
李牧眉頭一挑,這位,還真搞出了什麼名堂出來?
(本章完)
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