第246章 超導!物理學界再次震驚!
隨著勞厄、布拉格父子、巴克拉等人異軍突起,在X射線領域取得如此輝煌的成就。
再有盧瑟福等人,迅速跟進,證明γ射線本質,一統四大射線。
這讓所有物理學家都看到了光明的未來。
第一屆布魯斯會議預測,現代物理學將以相對論和量子論為兩大核心。
X射線、放射性、元素光譜、原子研究等研究方向並駕齊驅。
如今X射線取得重大突破。
但這還遠遠不夠,因為現在物理學家只是知道X射線的本質。
它產生的機理是什麼?
它與其他物質的相互作用是怎麼樣的?
這些都需要繼續深入的研究。
但可喜的是,物理學家們至少有了一個大致的方向,保證不會出錯。
同時,大家幾乎達成共識,現代物理學的主要內容,就是以上這些了。
然而,物理學從來不會遵循人的意志。
渺小的人類以為能掌握宇宙的真理。
殊不知,無數物理學家幾百年的研究,對於宇宙而言只是驚鴻一瞥而已。
宇宙的神奇遠遠超過所有人的想像。
1910年6月30日,倫敦國王學院。
物理系的會議室內,已經坐了二十幾個人。
除了李奇維的團隊,還有巴克拉等人。
李奇維作為物理系主任,定了一條規矩。
每月的最後一天,整個物理系要開一次大會。
專門討論學生們在實驗中遇到的問題,或者最新的研究成果。
這是李奇維仿照後世自己課題組的模式。
之前他被導師折磨的死去活來,現在怎麼也得加倍償還回去。
小伙子們倒霉了。
今天的會議,輪到錢五師、錢湖州、鄧懷寧三人了。
由於他們三人做的是一個系統的工作,所以由錢五師主講。
「布魯斯教授,我和錢湖州、鄧懷寧兩人,目前對金、鉑、汞三種元素作了低溫實驗。」
李奇維點點頭,問道:「用的什麼製冷劑。」
錢五師說道:「參考了萊頓大學昂內斯教授的意見,我們使用的是液氦。」
「因為液氮的溫度,最低只能達到-196.56℃,而液氦可以接近絕對零度。」
「並且氦的穩定性要遠遠高於氮。」
「所以,從安全性和實用性考慮,我們最終選擇了液氦。」
巴克拉及他的學生沙德勒等人,眼中有著羨慕。
萊頓大學的低溫實驗室,那可是世界有名啊。
布魯斯教授的學生可以輕易地就去參觀,而且還能得到對方的幫助。
這種無形的軟實力,才能真正體現一個物理學家的底蘊。
沙德勒雖然羨慕錢五師等人,但他依然認為自己的導師巴克拉是最好的。
這時,錢五師熟練地使用投影儀,一張數據圖展示在眾人眼前。
錢湖州上前說道:「這是我用液氦將金的溫度冷卻,測量其電阻的實驗數據。」
「可以看到,隨著溫度的降低,金的電阻不斷降低。」
「當降低到一定程度時,就保持為一個固定值了。」
「這張圖測量到了4.3K。」
所謂的K就是開爾文溫標,它是已故的開爾文勳爵創立的。
0K就是絕對零度,即-273.15℃。
4.3K就是-268.85℃。
接著,鄧懷寧同樣分享了一張數據圖。
「我的實驗結果和錢湖州相同。」
「我發現,鉑的電阻在接近4.3K時,也達到了一個固定值。」
這時,錢五師也分享了他的汞實驗。
「我的實驗和他們有點不同。」
「我發現,隨著溫度降低到4.3K,汞的電阻依然在降低,而不是變成固定值。」
「不過,我猜測最終結果可能和金、鉑一樣,成為一個常數值。」
「只是因為不同元素性質會有稍有差別。」
「或許在4.2K、4.1K時,變成一個固定值。」
「所以,我沒有做4.3K以下的數據。」
顯然,錢五師也認為自己的實驗不會有什麼特殊性。
金、鉑、汞都是金屬元素,不可能有本質的區別。
李奇維靜靜看著三張圖,沒有說話。
巴克拉突然說道:「根據經典理論,純金屬的電阻應該隨著溫度降低而降低。」
「在達到絕對零度時,降為零。」
「當然,由於絕對零度永遠無法達到,所以金屬的電阻不可能為零。」
「這個固定值確實有點反常。」
這時,玻爾忽然反駁道:「巴克拉教授,有沒有可能這一理論不適用極低溫。」
「畢竟愛因斯坦教授的量子比熱理論,就是在極低溫才發揮作用的。」
「或許金屬的電阻可能先達到一個極小值,再重新增加。」
「絕對零度下,金屬的電阻或許會無限大。」
玻爾和巴克拉的看法,讓在場所有人沉思。
顯然二者的理論都很有道理。
不過,好像極低溫下,物質的性質,並沒有什麼特殊之處。
不管是持續減小也好,還是先減小再增大也好。
好像都普普通通,沒有什麼值得研究的。
反正絕對零度又達不到,金屬的電阻又不可能變為零。
這讓錢五師等人感覺有點沮喪。
會不會是李奇維教授看走眼了。
也許極低溫這個研究方向,並不值得投入。
不過他們三人也沒有什麼抱怨情緒。
這種情況在科研界太正常了。
即便強悍如李奇維教授,他也不可能百分百成功。
在場的其他人也有類似的看法。
巴克拉早都知道李奇維在做低溫研究了。
在他看來,這個方向屬於典型的吃力不討好。
低溫環境的獲取在這個時代是非常困難的。
不要以為把氦氣液化很簡單,這裡面需要無數次的嘗試,而且還有很大的危險。
低溫下物質的性質,即便能發生變化,那也肯定在預料之中。
無非是變大變小而已。
在巴克拉看來,李奇維的這個方向估計要失敗了。
他的心中感慨,沒想到布魯斯也有失敗的一天。
最近物理學界風起雲湧,不少人甚至覺得布魯斯教授有點跟不上時代了。
如今,他的一個方向又遇到了問題。
估計心裡肯定有壓力吧。
巴克拉朝著李奇維看去,只見對方深邃的雙眼注視著汞的溫度電阻曲線,似有精光閃爍。
巴克拉心中一驚,剛剛李奇維的氣勢,讓他有點顫抖。
好像他自己是一個說錯話的幼稚孩童。
此時,會議室的所有人都感受到一種壓迫感。
他們不約而同朝著主位看去。
李奇維以一种放松的坐姿,如君臨天下一般,靜靜地聽著議論聲。
這時,聲音越來越小,逐漸趨於安靜。
然後,李奇維終於開口了。
「五師,金和鉑的實驗可以暫停。」
「金屬的電阻不可能固定為一個常值。」
「我認為是金屬中的雜質,對實驗結果造成了影響。」
「而汞通過蒸餾法可以無限提純。」
「你接下來要使用極限純度的汞去做實驗。」
這時,場內眾人不由得震驚。
果然不愧是布魯斯教授,一眼就看出了問題所在。
他們怎麼沒有想到是雜質的原因。
這時,李奇維又繼續說道:
「五師,做實驗不能靠猜測。」
「你只是主觀認為汞和金、鉑的性質應該一樣。」
「但是你並沒有理論支持。」
「汞既然在4.3K還能繼續電阻下降,那就試試更低溫。」
「有量子比熱的例子在前,說明低溫環境下,一定會發生某些量子層面的變化。」
「4K不夠就3K,3K不夠就2K。」
「一定要做到極限。」
「平時做實驗總是差一點差一點,到了真正關鍵的時候,就會也差一點。」
「而差一點,很可能就會與偉大的發現失之交臂。」
李奇維振聾發聵的話,讓在場的所有人渾身一震。
這就是頂級物理學家的魅力。
永不言棄!
永遠挑戰極限!
錢五師等人忽然感覺到羞愧。
他們那麼快就想要放棄,而李奇維教授卻從未言敗。
是啊,明明汞和金、鉑不一樣,為什麼不繼續做下去呢。
這是潛意識在作怪。
錢五師三人此刻才感受到李奇維那純粹的科學熱情。
同時能為得到對方的教誨而幸運。
幾十年後,錢五師幾人早已是學界泰斗,德高望重。
但是每次公開場合,他們都會提到這一次的會議。
「沒有李奇維教授的嚴格,就沒有後來的我們。」
這次會議,讓所有人看到了布魯斯教授嚴厲的一面。
尤其是那些學生,不管是玻爾,還是沙德勒,都害怕極了。
李奇維說話的時候,他們連呼吸都停止了。
尤其是沙德勒,心中默念:以後我當教授了,我也要開大會!
但是這種嚴厲,卻不是針對個人,而是幫助學生發現問題,解決問題。
很快,錢五師等人就會因為此次的嚴厲,而永遠膜拜他們的導師。
甚至玻爾等人跑到辦公室,想讓李奇維也罵他們一頓。
——
1910年7月30日,李奇維正在辦公室審閱文件。
忽然,房間外出現了嘈雜聲。
好像是錢五師和玻爾等人的聲音,後來又出現了巴克拉和沙德勒的聲音。
聲音越來越大,而且朝著辦公室移動。
李奇維會心一笑,小伙子們終於做出來了嗎。
「不行,我要保持淡定,區區一個超導而已,不值一提。」
這時,辦公室外響起敲門聲。
「進。」
轟!
錢五師帶頭,後面烏泱泱跟著十幾號人。
每個人的臉上都充滿了不可思議,還有止不住的笑容。
錢五師激動的眼角都有了淚花,他興奮地呼喊道:
「教授,我們做出來了!我們做出來了!」
李奇維臉上帶著濃濃的笑意,他沒有打斷錢五師,而是讓對方好好發泄情緒。
好一會兒,錢五師才平靜下來,他顫抖地說道:
「我用提純後的汞做實驗,發現在4.2K與4.19K之間,汞的電阻減少的極快。」
「在4.19K時,汞的電阻突然變為了零!」
「汞的電阻竟然在沒有達到絕對零度的情況下,就變為零了,這太不可思議了。」
「後來,我又實驗了其他幾種金屬。」
「錫在3.8K時,電阻會變為零;鉛在7.2K時,電阻也會變為零。」
「教授,我們發現了一個新現象。」
「金屬的性質,在極低溫下,真的會發生特殊的變化。」
此刻,辦公室內所有人都變得極度亢奮。
哪怕是學生們,也能知道,這絕對是一個諾獎級成果。
而且是那種毫無爭議,必然能得諾獎的那種。
畢竟諾獎級成果,不代表一定能得諾獎。
非絕對零度的情況下,電阻為零!
這代表什麼,所有人都能想像。
金屬的發熱問題,一直都是能源損耗的關鍵。
而發熱的本質就是因為電阻的存在。
如果電阻不存在了,那豈不是以後的電能都可以百分百傳輸。
而且物理學家們想的更加長遠。
巴克拉和沙德勒師徒倆,在人群中,簡直對李奇維佩服的五體投地。
「布魯斯教授,實在是太可怕了。」
「正常人在面臨壓力的情況下,面對那種實驗結果,早都應該心煩意亂才對。」
「但是他卻如定海神針一般,一句做實驗不能總是差一點,幾乎快要成了物理系的口頭禪。」
這一刻,所有人才感受到李奇維的偉大之處。
巴克拉感慨:「布魯斯教授成功的關鍵,除了他驚才絕艷的頭腦,還有那追求極限的精神!」
在場的人之所以同樣高興,是因為這是在國王學院做出的成果。
未來這個成就獲得諾獎後,國王學院的名氣必將水漲船高。
他們也感到與有榮焉。
出門在外,可以自豪地說出:「我是國王學院物理系畢業的。」
李奇維看著眾人興高采烈的樣子,心中也覺得開心。
這時,錢五師忽然說道:「教授,要不你給這個現象命名吧。」
「接下來發表論文我們也好稱呼。」
說完,錢五師嘿嘿一笑。
玻爾幾人頓時一怔,心道錢五師你是真會拍馬屁啊。
不行,他們也得想好怎麼去拍。
李奇維笑了笑,說道:「既然是金屬的電阻變為零,那就說明有超級導電性。」
「就把這種現象叫【超導】吧。」
錢五師三人品味這個詞,覺得非常好。
又形象又大氣。
當即決定以超導的名義發表論文。
給玻爾等人看的酸溜溜的,口水都要羨慕地掉下來了。
1910年8月20日,《自然》連夜加刊,在封面上發表了錢五師三人的論文。
同時論文的通訊作者一欄,布魯斯的名字赫然在列。
如今別人在《自然》上發表論文,自然有各種審核。
但是李奇維只要一句話就行。
論文中首次發現了金屬在極低溫下,其電阻會突然變為零的現象,並命名為「超導」。
論文一經發表,瞬間在物理學界引起巨大轟動。
這一次的影響比勞厄的X射線還要大。
因為這簡直就是開闢了一個全新領域。
而且還是那種具有無窮應用潛力的領域。
轟!
舉世震動!
(本章完)