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后来居上 高温超导重大突破令世界震惊

2019-11-08 07:44:39 阅读:1755

资料来源:《科学技术日报》

世界对高温超导性的突破感到震惊

科技创新70年

9月初,西南交通大学轨道交通实验室的高温超导磁悬浮列车在四川国际科技博览会上亮相,引起了广泛关注。

高温超导是世界上最先进的研究之一。它是液氮环境中临界温度相对较高的物质产生的超导现象。核磁共振成像、高能加速器和医院的磁约束核聚变装置都是超导的重要应用。欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机于2012年发现了“上帝粒子”,其中几十公里的超导加速环和几层超导探测器是最关键的部件。

关于高温超导的发展,中国科学院院士、物理学家赵忠贤说:“我们口袋里有很多钥匙,我们不断制造新钥匙,其中一把可以打开科学之门。我们要做的是不懈努力,制造和修改每一把钥匙,直到我们打开这扇门,解开未知之谜。”

开始,探索高临界温度超导体

2017年,赵忠贤因其在高温超导研究领域的成就和从起步、赶超到世界前列对中国高温超导研究的突出贡献,荣获2016年国家最高科学技术奖。赵忠贤是中国高温超导性的见证人。

世界超导研究始于1911年,而中国超导研究始于20世纪50年代。20世纪70年代中期,赵忠贤决定从事高临界温度超导体的研究,并发表了一篇文章,提出“超导临界温度可以达到40k到55k”,这在当时被认为是非常大胆的。十年后,赵忠贤的团队推翻了传统理论,向世界证明超导临界温度可以超过40k。突破麦克米兰极限温度的超导体被称为高温超导体,在世界物理学界引起了震动。

这一阶段的研究对科学家来说是一个困难的过程。没有设备,没有团队,没有资金。"热的时候坚持住,冷的时候坚持住."赵忠贤说道。他和他的同事们自己给烧结炉上弦,并使用了在销售过程中作为“重型武器”交换的“土炮”,这导致了后来的结果。

中国科学院超导国家重点实验室研究员孙丽玲与赵忠贤共事多年。在接受《科学技术日报》采访时,她说给她印象最深的是赵坚持科学研究的方向。他真的扎下了根,决定了一个方向,然后全力以赴。

1987年,赵忠贤团队独立发现临界温度为93k的液氮超导体,并在世界上首次宣布其元素组成:钇钡铜氧。国际同行开始关注中国科学家的研究,称赵忠贤为“北京的赵”。

兴奋,科研和人才的双重收获

2008年,赵忠贤带领团队将铁基超导体的临界温度提高到50k以上,并一直保持这一记录,实现了高温超导体研究领域的第二次突破。2013年,薛启坤院士团队在国际实验中首次发现量子反常霍尔效应。他和他的团队在薄膜氧化物界面高温超导领域的研究也被认为是重要的进展。

薛启坤说,在长期的科学研究中,让他最自豪的是团队中大量年轻科学家的成长。"薛先生,量子反常霍尔效应已经出来,等待详细测量."薛启坤在发现量子反常霍尔效应后收到的通知信息来自他的学生常翠祖,一位年轻的医生,现在是学术界的后起之秀。

业内人士认为,“在过去的20年里,世界上许多国家已经大大减少了对高温超导,特别是氧化铜的投资。然而,中国对科学研究的持续支持大大提高了超导领域的人才和科学研究水平。”周兴江、清华大学的王雅玉、北京大学的王建和上海交通大学的贾金凤等年轻科学家抱有很高的希望。HTS人才梯队已经形成。

改变世界,高温超导的新期待

利用迄今为止发现的高温超导材料,开发满足生产和生活需要的相关设备,使超导技术尽快造福人类,是我国科学家的一个重要方向。

中国科学院物理研究所研究员郑东宁表示,超导的应用前景越来越光明。中国已经有使用超导技术的发电厂。国外,德国采用高温超导磁体涡流加热技术,将铝热处理中的电能转换效率提高了30%。日本计划在2027年运行时速500公里的超导磁悬浮列车。"一旦超导技术被广泛应用,它将为人类创造可观的利益."他强调。

一旦将来在高温超导甚至室温超导方面取得突破,超导的应用难度和成本将大大降低,从而对人类社会产生难以想象的影响。

超导研究已经深深扎根于中国的“土壤”。赵忠贤说,如果有一天超导有了新的突破,我相信其中一定有中国人。

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