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国人引以为傲的成就

2000-04-26 来源:中华读书报  我有话说

2000年2月,在美国休斯敦召开的“第六届国际超导机制与材料会议”上,由上海科学技术出版社编辑出版的《高温超导基础研究》一书,受到了与会专家、学者的欢迎与赞誉,认为这本科学专著具有很高的学术参考价值,希望能出版此书的英文版,以嘉惠全球学子。

众所周知,金属等导电材料在传导电流时,都会表现出对电流的阻碍作用。然而,1911年,荷兰物理学家卡末林-昂内斯首先发现了一个奇特的现象,汞的电阻在4.2K时会减少至零。于是,科学家将这种性质称之为“超导性”,具有这种性质的物质就称为“超导体”。

自1911年至1986年的75年间,科学家发现的超导体大多数是金属、合金和化合物,而且这些材料仅是在很低的温度环境下才具有超导性,且临界温度也只能达到23K。1986年初,在瑞士苏黎世的IBM实验室里,两位科学家突破了超导临界温度23K的大关。此后,美国休斯敦大学的朱经武、中国科学院物理研究所的赵忠贤、美国阿拉巴马大学的吴茂昆、阿肯色大学的盛正直等华裔科学家也相继将临界温度提高到40K、77K、93K,进而是125K,并获得了相应的高温超导材料。

进入90年代,全球华裔科学家在这方面的研究成果叠出,并进一步深化了高温超导性质及其内在机制的研究,如美国斯坦福大学的沈志勋用高能量分辨和高精度探测效率的角分辨光电发射谱确定了高温超导体的库珀对是d电子配对;英国国家超导中心的梁维耀用高精度微分方法测量了高温超导体的比热性质;还有英国圣安德鲁斯大学的周午纵在高温超导体结构化学方面的工作……在20世纪的最后十几年中,华裔科学家在这一前沿领域进行了一系列举世公认的研究工作,从而确立了华裔科学家在全球高温超导研究领域中的显赫地位。

如将这些高温超导体做成稳定的样品,并加工成块状或带材,制成约瑟夫森结等器件,这不光有利于电力传输,而且在电讯、重工业器械、医疗、地震探测仪器、军事等领域以及人们日常生活中的许多方面,都有着广阔的应用前景。

焦正宽(浙江大学理学院物理学系教授,博士生导师)

高温超导电性的发现,不仅是20世纪科技发展中的大事,也是20世纪物理学的重大事件,更是当今凝聚态物理的热点和前沿课题。《高温超导基础研究》一书的选题得当、新颖,具有重大的学术意义。

该书集中了当今在这一领域前沿华裔科学家所进行的举世公认的研究工作,并由他们执笔撰写,代表了这一领域的发展水平,是中华儿女的骄傲。

《高温超导基础研究》一书的内容涉及到高温超导基础研究的结构、制备、正常态性质、机理探索等各个方向,是一本系统性与权威性很强的优秀专著。该书的问世,将对我国的超导事业以及世界的有关工作是一个推动,也是从事这一领域科技人员的一本极有参考价值的参考书。

黄昭渊(中国台湾大学凝态科学研究中心,教授)

1987年1月31日下午,休斯敦大学朱经武教授打电话到我家里说,他们在两天前发现了新的超导体,又说临界温度相当高,似乎高过液氮温度,希望我能帮忙测量直流迈斯纳效应,以确定那些样品是否真的是已寻求很久的高温超导体。

一周之后的2月7日早上,我开始实验,几小时后,根据我们SQUID所量出的结果,在冷却到90K时,磁化强度开始由正变负,显现出唯有超导才有的迈斯纳效应;等重复了两次,确实实验结果之后,约在下午4时,我就打电话告诉朱教授,他的样品确实是临界温度为90K的新高温超导体。我们都很兴奋,终于见证了高温超导体之诞生。

于是,我也就日以继夜、孤独地连续做了11天的实验,一直没有回家,晚上疲倦了,就睡在研究室的办公桌上,并以实验衣代替棉被御寒。当时一点也不觉得苦、冷,但现在想起来却认为不可思议。

在这段“废寝忘食”的时间里,倒也有一些意外的研究收获:发现了今日所谓的顺磁迈斯纳效应,也初次观察到与自旋玻璃现象相似的磁化驰豫和磁滞现象,并由数据计算出磁穿透深度、超导相干长度和临界磁场,然后写好论文,在电传给朱教授之后才离开研究室回家,结束了生涯中最有意义的研究旅程,也很荣幸的与高温超导结下深缘。

时过境迁,离开高温超导之发现已过了13个秋冬,已出版的论文数以万计,尤其令人欣慰的是从头开始就有许多华人参与,而且建树亮丽。可是,高温超导理论至今尚缺,亟需一些关键之微观实验及了解,以揭开高温超导机制之秘密。这是一项艰难的知识工程,需要许多科学家的参与,我希望在此超导研究之第二波,华人能有更大的成绩、能更上一层楼。为此,我相信增加华人参加高温超导研究之人数,能达到“临界人口”乃是必要的条件;一本好的中文超导书更是起码的要求。

今年二月底,我在参加休斯敦“第六届国际超导机制与材料会议”时,《高温超导基础研究》一书的主编之一、剑桥大学梁维耀教授希望我对该书说几句话。这是很光荣的事,而且我与高温超导本已有缘分,所以就欣然接受了梁教授的邀请。

《高温超导基础研究》一书是由全球十余位华人超导专家联袂撰著的,清楚地讨论了现今超导基础研究所需了解之基本观念,理论、实验、材料兼备,内容深入浅出,平易近人,还提出了一些问题——它确实是一本高温超导入门的好书(相信不久,该书就会被翻译成英文,以嘉惠全球学子)。希望能经由此书,在不久的将来,会出现许多出类拔萃的华人科学家活跃于国际学术界,创新对超导机制的了解,并发明一些新超导应用器件,以造福人类。

崔章琦(美国纽约IBM研究员,中国台湾省中央研究院院士)

高温超导之发现,引发全球对超导现象之研究热潮。经过十多年之努力,对于铜氧化合物超导体之制作、结构及其物理与化学性质之厘定与了解,均有长足之进步,华人在这方面做出了许多重大贡献,成绩卓著。特别是朱经武、吴茂昆、赵忠贤等教授的工作,促使温度屡创高峰,是国人引以为傲的成就。

关于高温超导根源的探讨,众说纷纭,迄今仍无定论,无可置疑地,高温超导机制的研究,仍将为新世纪中,凝聚态物理方面重要的领域之一。

周午纵、梁维耀教授主编之《高温超导基础研究》一书,由多位海内外学者合写,著者均为学界菁华,一时之选。此书介绍高温超导基础研究之现况与发展趋势,网罗重要课题,论述深入浅出,为高温超导研究工作者,尤其是初学入门者,提供了重要的参考资料与启示,极值一读。(方远)

上海科学技术出版社1999年12月第一版小16开精装定价:55.00元

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