首页 男生 历史军事 从剑桥留学生到物理学之神

第245章 超导!物理学界再次震惊!

   随着劳厄、布拉格父子、巴克拉等人异军突起,在X射线领域取得如此辉煌的成就。    再有卢瑟福等人,迅速跟进,证明γ射线本质,一统四大射线。    这让所有物理学家都看到了光明的未来。    第一届布鲁斯会议预测,现代物理学将以相对论和量子论为两大核心。    X射线、放射性、元素光谱、原子研究等研究方向并驾齐驱。    如今X射线取得重大突破。    但这还远远不够,因为现在物理学家只是知道X射线的本质。    它产生的机理是什么?    它与其他物质的相互作用是怎么样的?    这些都需要继续深入的研究。    但可喜的是,物理学家们至少有了一个大致的方向,保证不会出错。    同时,大家几乎达成共识,现代物理学的主要内容,就是以上这些了。    然而,物理学从来不会遵循人的意志。    渺小的人类以为能掌握宇宙的真理。    殊不知,无数物理学家几百年的研究,对于宇宙而言只是惊鸿一瞥而已。    宇宙的神奇远远超过所有人的想象。    1910年6月30日,伦敦国王学院。    物理系的会议室内,已经坐了二十几个人。    除了李奇维的团队,还有巴克拉等人。    李奇维作为物理系主任,定了一条规矩。    每月的最后一天,整个物理系要开一次大会。    专门讨论学生们在实验中遇到的问题,或者最新的研究成果。    这是李奇维仿照后世自己课题组的模式。    之前他被导师折磨的死去活来,现在怎么也得加倍偿还回去。    小伙子们倒霉了。    今天的会议,轮到钱五师、钱湖州、邓怀宁三人了。    由于他们三人做的是一个系统的工作,所以由钱五师主讲。    “布鲁斯教授,我和钱湖州、邓怀宁两人,目前对金、铂、汞三种元素作了低温实验。”    李奇维点点头,问道:“用的什么制冷剂。”    钱五师说道:“参考了莱顿大学昂内斯教授的意见,我们使用的是液氦。”    “因为液氮的温度,最低只能达到-196.56℃,而液氦可以接近绝对零度。”    “并且氦的稳定性要远远高于氮。”    “所以,从安全性和实用性考虑,我们最终选择了液氦。”    巴克拉及他的学生沙德勒等人,眼中有着羡慕。    莱顿大学的低温实验室,那可是世界有名啊。    布鲁斯教授的学生可以轻易地就去参观,而且还能得到对方的帮助。    这种无形的软实力,才能真正体现一个物理学家的底蕴。    沙德勒虽然羡慕钱五师等人,但他依然认为自己的导师巴克拉是最好的。    这时,钱五师熟练地使用投影仪,一张数据图展示在众人眼前。    钱湖州上前说道:“这是我用液氦将金的温度冷却,测量其电阻的实验数据。”    “可以看到,随着温度的降低,金的电阻不断降低。”    “当降低到一定程度时,就保持为一个固定值了。”    “这张图测量到了4.3K。”    所谓的K就是开尔文温标,它是已故的开尔文勋爵创立的。    0K就是绝对零度,即-273.15℃。    4.3K就是-268.85℃。    接着,邓怀宁同样分享了一张数据图。    “我的实验结果和钱湖州相同。”    “我发现,铂的电阻在接近4.3K时,也达到了一个固定值。”    这时,钱五师也分享了他的汞实验。    “我的实验和他们有点不同。”    “我发现,随着温度降低到4.3K,汞的电阻依然在降低,而不是变成固定值。”    “不过,我猜测最终结果可能和金、铂一样,成为一个常数值。”    “只是因为不同元素性质会有稍有差别。”    “或许在4.2K、4.1K时,变成一个固定值。”    “所以,我没有做4.3K以下的数据。”    显然,钱五师也认为自己的实验不会有什么特殊性。    金、铂、汞都是金属元素,不可能有本质的区别。    李奇维静静看着三张图,没有说话。    巴克拉突然说道:“根据经典理论,纯金属的电阻应该随着温度降低而降低。”    “在达到绝对零度时,降为零。”    “当然,由于绝对零度永远无法达到,所以金属的电阻不可能为零。”    “这个固定值确实有点反常。”    这时,玻尔忽然反驳道:“巴克拉教授,有没有可能这一理论不适用极低温。”    “毕竟爱因斯坦教授的量子比热理论,就是在极低温才发挥作用的。”    “或许金属的电阻可能先达到一个极小值,再重新增加。”    “绝对零度下,金属的电阻或许会无限大。”    玻尔和巴克拉的看法,让在场所有人沉思。    显然二者的理论都很有道理。    不过,好像极低温下,物质的性质,并没有什么特殊之处。    不管是持续减小也好,还是先减小再增大也好。    好像都普普通通,没有什么值得研究的。    反正绝对零度又达不到,金属的电阻又不可能变为零。    这让钱五师等人感觉有点沮丧。    会不会是李奇维教授看走眼了。    也许极低温这个研究方向,并不值得投入。    不过他们三人也没有什么抱怨情绪。    这种情况在科研界太正常了。    即便强悍如李奇维教授,他也不可能百分百成功。    在场的其他人也有类似的看法。    巴克拉早都知道李奇维在做低温研究了。    在他看来,这个方向属于典型的吃力不讨好。    低温环境的获取在这个时代是非常困难的。    不要以为把氦气液化很简单,这里面需要无数次的尝试,而且还有很大的危险。    低温下物质的性质,即便能发生变化,那也肯定在预料之中。    无非是变大变小而已。    在巴克拉看来,李奇维的这个方向估计要失败了。    他的心中感慨,没想到布鲁斯也有失败的一天。    最近物理学界风起云涌,不少人甚至觉得布鲁斯教授有点跟不上时代了。    如今,他的一个方向又遇到了问题。    估计心里肯定有压力吧。    巴克拉朝着李奇维看去,只见对方深邃的双眼注视着汞的温度电阻曲线,似有精光闪烁。    巴克拉心中一惊,刚刚李奇维的气势,让他有点颤抖。    好像他自己是一个说错话的幼稚孩童。    此时,会议室的所有人都感受到一种压迫感。    他们不约而同朝着主位看去。    李奇维以一种放松的坐姿,如君临天下一般,静静地听着议论声。    这时,声音越来越小,逐渐趋于安静。    然后,李奇维终于开口了。    “五师,金和铂的实验可以暂停。”    “金属的电阻不可能固定为一个常值。”    “我认为是金属中的杂质,对实验结果造成了影响。”    “而汞通过蒸馏法可以无限提纯。”    “你接下来要使用极限纯度的汞去做实验。”    这时,场内众人不由得震惊。    果然不愧是布鲁斯教授,一眼就看出了问题所在。    他们怎么没有想到是杂质的原因。    这时,李奇维又继续说道:    “五师,做实验不能靠猜测。”    “你只是主观认为汞和金、铂的性质应该一样。”    “但是你并没有理论支持。”    “汞既然在4.3K还能继续电阻下降,那就试试更低温。”    “有量子比热的例子在前,说明低温环境下,一定会发生某些量子层面的变化。”    “4K不够就3K,3K不够就2K。”    “一定要做到极限。”    “平时做实验总是差一点差一点,到了真正关键的时候,就会也差一点。”    “而差一点,很可能就会与伟大的发现失之交臂。”    李奇维振聋发聩的话,让在场的所有人浑身一震。    这就是顶级物理学家的魅力。    永不言弃!    永远挑战极限!    钱五师等人忽然感觉到羞愧。    他们那么快就想要放弃,而李奇维教授却从未言败。    是啊,明明汞和金、铂不一样,为什么不继续做下去呢。    这是潜意识在作怪。    钱五师三人此刻才感受到李奇维那纯粹的科学热情。    同时能为得到对方的教诲而幸运。    几十年后,钱五师几人早已是学界泰斗,德高望重。    但是每次公开场合,他们都会提到这一次的会议。    “没有李奇维教授的严格,就没有后来的我们。”    这次会议,让所有人看到了布鲁斯教授严厉的一面。    尤其是那些学生,不管是玻尔,还是沙德勒,都害怕极了。    李奇维说话的时候,他们连呼吸都停止了。    尤其是沙德勒,心中默念:以后我当教授了,我也要开大会!    但是这种严厉,却不是针对个人,而是帮助学生发现问题,解决问题。    很快,钱五师等人就会因为此次的严厉,而永远膜拜他们的导师。    甚至玻尔等人跑到办公室,想让李奇维也骂他们一顿。    -----------------    1910年7月30日,李奇维正在办公室审阅文件。    忽然,房间外出现了嘈杂声。    好像是钱五师和玻尔等人的声音,后来又出现了巴克拉和沙德勒的声音。    声音越来越大,而且朝着办公室移动。    李奇维会心一笑,小伙子们终于做出来了吗。    “不行,我要保持淡定,区区一个超导而已,不值一提。”    这时,办公室外响起敲门声。    “进。”    轰!    钱五师带头,后面乌泱泱跟着十几号人。    每个人的脸上都充满了不可思议,还有止不住的笑容。    钱五师激动的眼角都有了泪花,他兴奋地呼喊道:    “教授,我们做出来了!我们做出来了!”    李奇维脸上带着浓浓的笑意,他没有打断钱五师,而是让对方好好发泄情绪。    好一会儿,钱五师才平静下来,他颤抖地说道:    “我用提纯后的汞做实验,发现在4.2K与4.19K之间,汞的电阻减少的极快。”    “在4.19K时,汞的电阻突然变为了零!”    “汞的电阻竟然在没有达到绝对零度的情况下,就变为零了,这太不可思议了。”    “后来,我又实验了其他几种金属。”    “锡在3.8K时,电阻会变为零;铅在7.2K时,电阻也会变为零。”    “教授,我们发现了一个新现象。”    “金属的性质,在极低温下,真的会发生特殊的变化。”    此刻,办公室内所有人都变得极度亢奋。    哪怕是学生们,也能知道,这绝对是一个诺奖级成果。    而且是那种毫无争议,必然能得诺奖的那种。    毕竟诺奖级成果,不代表一定能得诺奖。    非绝对零度的情况下,电阻为零!    这代表什么,所有人都能想象。    金属的发热问题,一直都是能源损耗的关键。    而发热的本质就是因为电阻的存在。    如果电阻不存在了,那岂不是以后的电能都可以百分百传输。    而且物理学家们想的更加长远。    巴克拉和沙德勒师徒俩,在人群中,简直对李奇维佩服的五体投地。    “布鲁斯教授,实在是太可怕了。”    “正常人在面临压力的情况下,面对那种实验结果,早都应该心烦意乱才对。”    “但是他却如定海神针一般,一句做实验不能总是差一点,几乎快要成了物理系的口头禅。”    这一刻,所有人才感受到李奇维的伟大之处。    巴克拉感慨:“布鲁斯教授成功的关键,除了他惊才绝艳的头脑,还有那追求极限的精神!”    在场的人之所以同样高兴,是因为这是在国王学院做出的成果。    未来这个成就获得诺奖后,国王学院的名气必将水涨船高。    他们也感到与有荣焉。    出门在外,可以自豪地说出:“我是国王学院物理系毕业的。”    李奇维看着众人兴高采烈的样子,心中也觉得开心。    这时,钱五师忽然说道:“教授,要不你给这个现象命名吧。”    “接下来发表论文我们也好称呼。”    说完,钱五师嘿嘿一笑。    玻尔几人顿时一怔,心道钱五师你是真会拍马屁啊。    不行,他们也得想好怎么去拍。    李奇维笑了笑,说道:“既然是金属的电阻变为零,那就说明有超级导电性。”    “就把这种现象叫【超导】吧。”    钱五师三人品味这个词,觉得非常好。    又形象又大气。    当即决定以超导的名义发表论文。    给玻尔等人看的酸溜溜的,口水都要羡慕地掉下来了。    1910年8月20日,《自然》连夜加刊,在封面上发表了钱五师三人的论文。    同时论文的通讯作者一栏,布鲁斯的名字赫然在列。    如今别人在《自然》上发表论文,自然有各种审核。    但是李奇维只要一句话就行。    论文中首次发现了金属在极低温下,其电阻会突然变为零的现象,并命名为“超导”。    论文一经发表,瞬间在物理学界引起巨大轰动。    这一次的影响比劳厄的X射线还要大。    因为这简直就是开辟了一个全新领域。    而且还是那种具有无穷应用潜力的领域。    轰!    举世震动!
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