第247章 超導被質疑?李奇維出手!
超導現象就仿佛一陣颶風,瞬間在物理學之海掀起滔天巨浪。
當論文發表的那一刻,大多數物理學家的第一反應就是不可能,絕對不可能。
這與常識完全不符合。
按照經典熱力學的解釋,金屬的電阻都是因為熱運動造成的。
電子在金屬原子中運動時,與熱運動的金屬原子發生碰撞,所以能量降低,宏觀表現為存在電阻。
如果溫度降低到絕對零度,那麼所有原子的熱運動停止,當然也就沒有電阻了。
但是現在布魯斯博士生的論文表明,汞在4.19K及以下,電阻就會完全變為零。
這簡直和天方夜譚一樣!
4.19K和0K根本不是一個概念和等級。
很多人都認為是實驗做錯了,或者是測量誤差。
「布魯斯教授有點著急了,這種明顯違背邏輯的實驗結果,不應該發表出來。」
「我在玻爾筆記中看到過這一段,沒想到布魯斯教授真的去做了,我還以為只是隨口一說。」
「電阻怎麼可能為零呢?物理學領域最需要慎重的就是各種完美的現象!」
「估計是實驗誤差,電阻只是變得特別小,儀器沒有測出來而已。」
「.」
不少物理學者都公開表示,錢五師的超導發現,肯定存在問題。
當然大佬們還沒有公開發言,因為他們秉著審慎的態度,必須要先重複實驗。
柏林大學,物理化學研究所。
熱力學大佬能斯特正指揮著自己的學生,重複錢五師的實驗。
他恨鐵不成鋼地說道:「當時我讓你們也做這個實驗,你們幾個竟然給忘記了。」
「我真是不知道說什麼好。」
「一個震驚學界的成果,就從你們手中悄悄地溜走了。」
原來第一屆布魯斯會議上,李奇維還曾建議能斯特測測極低溫下,物質的簡單性質。
因為固體的比熱測量起來很麻煩,遠不如電阻簡單。
但是顯然能斯特沒有在意。
而現在,超導的發現,就好像一柄重錘砸在他的心上。
能斯特現在就祈禱,沒有人從玻爾筆記中看到這一段,不然自己肯定要被罵愚蠢了。
幾個博士生瑟瑟發抖,根本不敢還嘴,但心裡吐槽:
「您老隨口一說,我們就得累個半死。」
「自己本職的研究都搞不完,哪裡還有時間做其它的。」
不過,他們肯定不敢說出來。
老老實實安裝實驗設備,準備重複汞、錫、鉛的低溫電阻實驗。
有了錢五師的論文參考,實驗進行的很快。
能斯特作為目前熱力學領域的扛把子,他的實驗室里有目前世界上最先進的電阻儀。
然而,測試結果依然讓他不敢置信,渾身激動!
金屬的電阻真的降為零了!
當然,還存在一種可能。
那就是電阻其實不為零,而是極小極小,小到超越了儀器的極限,儀器測不出來。
不過這已經沒有什麼區別了。
物理學家不是數學家,不用追求數學上的極限和完美。
對於電阻這種性質來說,0Ω和無限逼近0Ω區別不大。
剩下的事情,就交給理論。
既然超導現象已經被發現,下一步肯定就是研究它的機理。
在超導論文發表後十幾天,能斯特團隊在德國的學術期刊上,發表了對錢五師實驗的重複實驗。
論文以絕對精確的數據,證實了金屬電阻在極低溫下,確實會變成零的現象。
能斯特公開支持超導!
轟!
物理學界瞬間瘋狂了。
能斯特作為參加第一屆布魯斯會議的大佬,在熱力學領域,他甚至比李奇維還要權威。
一個小小的電阻測量,有了他的保證,那實驗結果必然不會出現問題。
雖然有物理學家提出了質疑,認為可能是電阻太小,測不出來。
但是能斯特回答道:「我實驗室的電阻儀可以測量到10^-15這個數量級。」
「這種數量級,我認為和零已經沒有區別了。」
「當然,也許在未來,還有更先進的電阻儀。」
「但是我認為,它依然測量不出超導體的電阻。」
真實歷史上,即便在李奇維那個時代,關於超導的電阻到底是嚴格為零,還是無限趨近於零,一直沒有定論。
有物理學家做過實驗,讓電流在超導體裡不停運行。
電流學習了.啊不運行了兩年半後,依然沒有絲毫的減弱跡象。
根據最精確的數據,超導體的電阻小於10^-21這個數量級。
這是一個小到不能再小的程度了,和零也沒有多大區別。
當然,這裡面存在一個循環論證的問題。
不過,這一切都不影響超導的實際應用和偉大意義。
能斯特的論文,就好像一個定心丸,讓錢五師三人,舒了一口氣。
李奇維卻淡定自若,仿佛一切盡在掌握之中。
這讓錢五師等人無比羨慕。
「什麼時候,我們才能有教授的那份心境,波瀾不驚。」
玻爾等人羨雞紫。
這一下,錢五師三人就達到博士畢業要求了。
簡直羨煞旁人。
這時,李奇維說道:「五師、湖州、懷寧,你們不要因為發現超導現象,就覺得能放鬆了。」
「這裡面還有很多未知的問題需要解決。」
「你們可以發散去想想,既然電阻為零,說明電流的作用發生了改變。」
「電和磁又是一體的,磁感應強度會不會發生變化呢?」
「這些都是非常好的研究方向。」
真實歷史上,1933年,德國物理學家邁斯納發現了超導體的另一個重要性質:
當金屬處於超導狀態時,它內部的磁感應強度為零。
這意味著,磁場完全無法通過超導體。
超導體具有100%的抗磁性。
物理學家將超導體完全抗磁的現象稱為「邁斯納效應」。
後世判斷一個物體是不是超導體,就是看它是否同時滿足零電阻和邁斯納效應。
單獨的零電阻導體並不能稱為超導體!
不過現在這個時代,還沒有研究到這一步。
錢五師等人激動地看著李奇維,導師又給他們新方向了。
跟著這樣的導師,做實驗也有幹勁了。
這時,李奇維補充道:
「這些天,我也在從理論上研究超導的機理,和預測它未來的研究方向。」
「我會以短評的形式發表,到時候超導研究就是我們國王學派的一大特色了。」
幾人聽了無不興奮。
這相當於他們開闢了一個領域,就和倫琴教授發現X射線一樣。
以後不管誰在超導方面做出其它成就,都離不開他們的功勞。
1910年9月10日,李奇維在《自然》發表署名文章。
他首先解釋了超導的機理。
「我認為超導現象,是一種動態平衡狀態。」
「荷蘭的范德華教授,曾提出過分子與分子之間,是存在相互作用力的。」(范德華力)
「但我認為,原子與原子之間,也存在這種相似的作用力。」
「這種力使得原子不會分散開來,而是把原子聚集在一起,保持固定的結構。」
「正常情況下,原子會發生熱運動,但隨著溫度降低,熱運動也隨之減弱。」
「當溫度低於某一個閾值時,熱運動產生的力,就低於了原子間作用力。」
「這時,原子間作用力壓制住了熱運動,使原子進入了靜態穩態,從而產生了超導現象。」
緊接著,李奇維又做出理論分析:
「因此,我認為高溫超導是完全有可能實現的。」
「現有的超導體都需要在極低溫度下才能產生,這限制了其應用。」
「但是只要我們找到合適的化學結構,讓原子間或者分子間作用力很大。」
「那麼即便是高溫下的熱運動,也會被這種作用力壓制,從而產生超導現象。」
最後,李奇維提出了關於超導體接下來的研究方向:
一、超導材料。
目前發現的超導體都是金屬單質,那麼合金、金屬化合物、無機物、有機物,會不會也有超導現象。
二、高溫超導。
理想狀態是找到室溫狀態下的超導體。
三、超導理論。
原子間作用力理論僅僅是一個宏觀概括,更細節的原理還需要進一步深入研究。
當李奇維的這篇論文發表後,所有人都被震驚了。
布魯斯竟然直接從理論上證明了超導的存在。
在別的研究小組,還在繼續重複錢五師的實驗,企圖發現什麼異常時,他已經從理論的高度解釋了超導。
這就是當世物理第一人的實力嗎?
簡直恐怖如斯!
這一刻,對李奇維抱有懷疑態度的人,也不得不承認一個事實。
那就是雖然布魯斯最近沒有新的成果發表,但他的實力一點沒有下降。
「我的上帝,超導現象才剛剛被發現,後面的路就已經被布魯斯鋪完了。」
「可怕,實在太可怕了,要是當初布魯斯發現了X射線,估計早都沒勞厄什麼事情了。」
「以後所有研究超導的人,都要在布魯斯這篇文章的陰影下進行了。」
但也有不少人提出了質疑,他們不是質疑文章的正確性,而是質疑李奇維的人品。
「超導現象是布魯斯的學生們發現的,如今他卻發表總結,有點搶學生成果的意思。」
「是啊,布魯斯是不是自己最近沒有成果,感到著急,所以想蹭學生的光。」
面對這些質疑和謠言,隨後巴克拉等人,就將那次大會上的內容泄露了出去。
頓時引起軒然大波。
大家這才發現,原來沒有布魯斯,他的學生就差一點與超導失之交臂。
甚至可以說,布魯斯才是超導的發現者。
沒有他的先見之明,這個實驗根本就不會開始。
沒有他的堅持,超導也不會被發現。
從某種程度上來說,超導可以算是布魯斯的成就。
只是這樣一想,就更可怕了。
布魯斯現在隨隨便便想一個課題,然後交給自己的博士生去做,就能得到一個諾獎級成果。
還有比這更離譜的事情嗎?
他甚至都沒有把精力放在超導上,而是單純指點方向而已。
有人甚至打趣地說道:「要是布魯斯教授精力足夠,估計他一個人就能把物理諾獎給全包了。」
然後,所有人就想到了一個更加匪夷所思的事情。
貌似布魯斯從出道到現在,從來沒有失誤過,也沒有錯過。
量子論、相對論、預言X射線本質、超導.
所有人不禁發出疑問:布魯斯,你難道就不會錯嗎?
(本章完)