华夏在超导方面还是极具话语权的。
上世纪八十年代中期,铜氧化合物超导体的发现,掀起了全球高温超导研究的热潮,华科院物理研究所的科学家在液氮温区高温超导体的发现中做出了杰出的贡献。
多年来,超导国家重点实验室在高质量超导单晶制备,磁通动力学和机理问题研究中作出国际水准的工作,在新型铁基超导材料的发现以及相关的物性研究中,更是做出了举世瞩目的贡献。
整个研究处于极度保密的状态进行,参与研究的人员复述了保密条例,期间不得与外界联系,除非项目成功或者宣告失败。
经过忙碌的一周,陈泽、邹钦博、郑奕晨等人所在的试验小组终于迎来了微弱的曙光。
论文中给出的分子式里,铽、钒、铌以及钛的比例为4:2:3:1,使用的是除去了杂质的单质。
其中,铽为银白色金属,元素符号tb,属稀土金属,无色结晶的粉末,有毒。
钒的元素符号为V,银灰色金属,熔点很高,有延展性,质坚硬,无磁性。
铌 ,元素符号Nb,是一种过渡金属元素,其单质是一种带光泽的灰色金属。而钛(ti)被认为是一种稀有金属,这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。
“启动02组第4次试验!”
“确定组分及比例……”
“现在开始逐步加压,设置十分钟后压力为3000个大气压,一个小时后为1Gpa。”
……
“现在开始降压,半个小时后卸掉全部压力。”
“开始热处理……”
“……”
试验进行了漫长的18个小时,预计还有十多个小时,大家轮流进行观察记录。
郑奕晨穿戴好防护用具,接手了邹钦博的任务,师兄摇了摇头,叹了口气,“恐怕又失败了……”
“没事儿,好事多磨,快去休息吧!”
前两个小时,一切照常。夜已经深了,实验室也就几个值守人员,科研有时候就是这么枯燥。
盯着看了这么久,郑奕晨也有些倦意。突然,超高能量分辨率真空紫外激光角分辨光电子能谱仪显示出不一样的图像。
这台机器,乃是超导实验室研发的高端设备,解决过许多重大问题。
“咦!”这不正是自己日思梦想的东西么!
仔细观察反应炉,从透明的玻璃护罩外,可以清晰地看到这样一幕:
里面正逐渐形成带状亚结构,缓慢贯穿并分散地平行于线的形变方向,其边界相当于小角晶界,是按亚晶界的方式排列起来的。
他按耐不住激动的心,呼唤值守的研究员。大家聚拢起来,见到这一幕,纷纷被感染了情绪。
在研究所公寓楼,孙建国刚躺下没多久,就被电话铃声打扰,尽管十分不悦,还是接听了电话,因为这个号码只有少数人知道。
“喂,谁呀?”
“老师,是我,出现了,刃型位错构成!”
“什么?!你再说一遍?”孙建国不敢相信自己的耳朵。
“刃型位错构成它出现了!能谱仪也有了响应!”
“好,尽快通知其他人,我马上到!”孙建国披着外套,随意洗了把脸,快速往实验室赶去。
“出现了,刃型位错构成!”今晚,项目组的研究员们被这个消息叫醒。
大家知道这声呼喊意味着什么,各自以最快的速度赶往现场,欲要一睹为快。
接下来的十多个小时,大家见证了一个奇迹的发生。
银灰色的物质发生了一系列变化,一切就像郑奕晨论文里所描述的一样,反应方程式也对上了。
慢慢地,那块珍品般的物质外表开始泛起蓝光。在淬火+高温回火之后,有光泽的蓝色更加明显,已经完全覆盖整个材料
六台高端仪器监测着电子束熔炼反应炉里发生的变化,反馈的数据及图谱显示,他们距离成功越来越近了。
太阳升起,尽管一夜未休,众人仍保持了饱满的精神。
且不说这个成果有多么大的震撼力,大家都是科研老人了,通宵达旦并不少见。
中午十一点二十五分,反应结束。
在众人期待的目光中,反应炉打开,从中取出那个被蓝色包裹的宝贝。又通过了一些加工手段,十二点整,整个试验结束。
匆匆吃了午饭,验证实验开始。
根据郑奕晨的推断,该材料需要在五千个大气压下实现室温超导。
若是该研究成果可靠,则刷新了超导材料新的临界温度以及此前动辄需要数百万个大气压的压力需求。
要验证某种导体是否具有超导性质,就看他的电阻是否为零。
而超导指的是电阻为零,而不是太小导致观察不到。
为了避开这个问题,项目组搞了一个闭合的超导线圈,施加五千个大气压,在超导线圈还不超导的时候,打开附近的磁场。
关闭磁场后,超导线圈内形成感应电流,在超导线圈内部一圈一圈……
将会出现两种情况:
一、如果有电阻,哪怕特别小:电流也会逐渐消失;
二、如果零电阻:电流将一直持续下去。
当然,仅仅是电阻率为零并不是超导体的定义,必须加上迈斯纳效应。
1933年,迈斯纳和他的博士后奥切森菲尔德在对被冷却到超导态的锡和铅进行磁场分布测量时发现了这种效应。
即当一种材料从一般状态相变至超导态时,会对磁场产生排斥现象。
当把超导材料放入磁场中时,超导体内部的磁通量会被即刻“清空”。
这是因为磁场会使得超导体表面出现超导电流,该超导电流又反过来在超导体内产生与外磁场大小相等、方向相反的磁场。
两个磁场相互抵消,使超导体内形成恒定为零的磁感应强度。
因此从外部看起来,就像是超导体排空了体内的磁感线一样。