趙忠賢：我只做超導(dǎo)一件事

半個(gè)世紀(jì)以來(lái)， 著名物理學(xué)家趙忠賢的名字一直與我國(guó)超導(dǎo)發(fā)展緊密相連。他在我國(guó)最早提出要探索高溫超導(dǎo)體，最早建議成立國(guó)家超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室，他在高溫超導(dǎo)研究中兩次實(shí)現(xiàn)重大突破……而諸多頭銜、榮譽(yù)等身，趙忠賢從未自滿。

2017年1月9日，趙忠賢憑借超導(dǎo)領(lǐng)域的研究站上國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。他說(shuō)，“我覺(jué)得，我一輩子就做了一件事，但是并不枯燥，因?yàn)槌瑢?dǎo)研究充滿挑戰(zhàn)與發(fā)現(xiàn)。能將個(gè)人的興趣與生計(jì)結(jié)合起來(lái)，是最理想的選擇，這有多快樂(lè)！”

超導(dǎo)是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，是超導(dǎo)電性的簡(jiǎn)稱，指當(dāng)某種材料處于一定的溫度等條件下，電流可以在其中無(wú)阻地流動(dòng)，具備這種特性的材料叫超導(dǎo)體。物理學(xué)家麥克米蘭根據(jù)傳統(tǒng)理論計(jì)算推斷，超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度不能超過(guò)40K，這個(gè)溫度被稱為麥克米蘭極限溫度。

1974年，趙忠賢到英國(guó)劍橋大學(xué)冶金與材料科學(xué)系超導(dǎo)組進(jìn)修。而趙忠賢回國(guó)后的幾年，從事的工作就是在與阻力做著無(wú)休止的抗?fàn)?。消滅阻力，不斷地尋求克服阻力的條件和方法。當(dāng)一個(gè)溫度極限被突破，電流暢通無(wú)阻的流動(dòng)起來(lái)，而就在此時(shí)，另一個(gè)阻力極限又已經(jīng)在等著他了。

1977年，趙忠賢在《物理》雜志上撰文，指出結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定又不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)相變可以使臨界溫度達(dá)到40～55K，并提出復(fù)雜結(jié)構(gòu)和新機(jī)制在某些情況下甚至可以達(dá)到80K。挑戰(zhàn)由經(jīng)典理論推導(dǎo)出的麥克米蘭極限，以至于當(dāng)時(shí)不少人認(rèn)為“趙忠賢膽子實(shí)在是太大了”。

在最困難的時(shí)候，他和團(tuán)隊(duì)成員相互鼓勵(lì)：“別看現(xiàn)在這個(gè)樣品不超導(dǎo)，新的超導(dǎo)體很可能就誕生在下一個(gè)樣品中?！苯K于，1986年底，趙忠賢的團(tuán)隊(duì)和國(guó)際上少數(shù)幾個(gè)小組幾乎同時(shí)在鑭鋇銅氧體系中獲得了40K以上的高溫超導(dǎo)體，一舉顛覆被奉為圭臬的“超導(dǎo)臨界溫度最高不大可能超過(guò)40K”的麥克米蘭極限！傳統(tǒng)理論崩塌，世界物理學(xué)界為之震動(dòng)，“北京的趙”在國(guó)際著名科學(xué)刊物上嶄露頭角。

與此同時(shí)，趙忠賢團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了70K的超導(dǎo)跡象，這已經(jīng)離77K液氮溫區(qū)不遠(yuǎn)了。由于當(dāng)時(shí)沒(méi)人能夠重復(fù)70K跡象，海外有學(xué)者質(zhì)疑中國(guó)的結(jié)果，來(lái)信和打電話施壓。

后來(lái)經(jīng)過(guò)反復(fù)思考試驗(yàn) 趙忠賢意識(shí)到：由于實(shí)驗(yàn)樣品用的原料含有很多雜質(zhì)，70K跡象的出現(xiàn)可能是雜質(zhì)發(fā)揮了某種作用。頂著巨大的壓力，趙忠賢并沒(méi)有放棄，他開(kāi)始主動(dòng)“引入雜質(zhì)”。趙忠賢清楚地記得，就在1987年2月19日深夜，他們團(tuán)隊(duì)在鋇釔銅氧中發(fā)現(xiàn)了臨界溫度93K的液氮溫區(qū)超導(dǎo)體！23日，他們研制出第二批樣品，由此證明了制造工藝的可重復(fù)性。24日，中國(guó)科學(xué)院數(shù)理學(xué)部舉行新聞發(fā)布會(huì)宣布了這一發(fā)現(xiàn)，并在世界上首次準(zhǔn)確公布了材料的組成成分。

他成功了！趙忠賢等人的發(fā)現(xiàn)使得超導(dǎo)體低溫環(huán)境的創(chuàng)造由原本昂貴的液氦替代為便宜而好用的液氮。從此，在全世界范圍刮起了液氮溫區(qū)超導(dǎo)體的旋風(fēng)。無(wú)論是經(jīng)歷輝煌，還是面對(duì)低谷，趙忠賢都能保持一份平和的心態(tài)，繼續(xù)潛心研究，厚積薄發(fā)。也是這種對(duì)科學(xué)的孜孜以求，讓趙忠賢在20年后再次引領(lǐng)世界熱潮，收獲了超導(dǎo)研究的第二次突破，創(chuàng)造了大塊鐵基超導(dǎo)體55K最高臨界溫度紀(jì)錄并保持至今。