编者按:
为弘扬科学精神和科学家精神,激发青少年科学兴趣,郑州市科学技术协会推出“你传承 我接力”科学家精神知识竞答接力赛活动。
上顶端,参与活动,一起让科学之光点亮童心,用趣味知识接力时代火炬。
此次活动将推送科学家系列故事,答题闯关成功将有机会获得奖品。
科学家精神知识竞答接力赛第六棒《超导世界的“破冰者”》,本期答题等你来挑战!
【第六棒---超导世界的“破冰者”】
你是否想象过一列火车可以悬浮在轨道上,以600公里的时速“贴地飞行”?你是否相信电力传输可以几乎零损耗,让城市不再停电?这些看似科幻的场景,正因高温超导技术的突破而逐渐成为现实。在这场全球科技竞赛中,有一位中国科学家,用毕生心血让中国从“跟跑者”蜕变为“领跑者”——他就是赵忠贤,中国高温超导研究的奠基人。
今天,让我们一起走进他的科研人生,感受中国科学家攀登科学高峰的执着与智慧。
【从“不可能”到“中国突破”,赵忠贤的超导长征】
1941年1月,赵忠贤出生于辽宁新民,1959年以优异成绩考入中国科学技术大学,大学毕业后被分配到中国科学院物理研究所。工作期间,他曾被派往剑桥大学进修,接触了世界超导研究的最前沿。1975年回国后,赵忠贤确定了自己的科研方向,探索高临界温度超导体。
上世纪80年代,国际物理学界普遍认为,超导材料的临界温度不可能突破40K(约零下233摄氏度)。当时,中国超导研究刚刚起步,设备落后,经费紧张。许多国外学者甚至断言:中国人在这个领域难有作为。
但赵忠贤不信这个邪。
图说:20世纪90年代初,赵忠贤在中国科学院物理研究所实验室工作 图源/新华社
1986年底,赵忠贤团队和国际上少数几个小组几乎同时在镧-钡-铜-氧体系中,获得了40K以上的高温超导体。
“北京的赵”在国际超导研究领域崭露头角。
【土法炼钢,烧出世界纪录】
没有先进的低温设备,赵忠贤和团队就用煤炉烧制陶瓷超导材料,没有计算机模拟,他们就手算数据,反复实验。
1987年,他的团队在简陋的实验室里,独立发现了临界温度93K的液氮温区超导体,并在国际上首次公布其元素组成即钇-钡-铜-氧。从此,科学家可以用相对便宜且好用的液氮,取代昂贵的液氦来构建低温环境,更利于超导的应用,液氮温区超导体的发现引发学术界轰动。
1987年,赵忠贤受邀赴美国参加物理学术会议,是5位特邀报告人之一。
图说:赵忠贤在中国科学院物理研究所演示磁悬浮现象 图源/新华社
2008年,赵忠贤又率领团队将超导临界温度提高到50K以上,并创造了大块铁基超导体55K的超导温度纪录,再次使我国高温超导研究站在了世界最前沿。
最让人感动的是,在成果出现前夕,为了抢时间,当时已经67岁的赵忠贤带领年轻人熬了三个通宵,完成了初期最关键的三篇论文。而后得知,其中一篇只比国外同行早发表了一天。
这一天之差,就像赛跑时抢先一步冲过终点线,为中国赢得了宝贵的科研荣誉。
图说:赵忠贤在中国科学院物理研究所的55K以上铁基超导体试验的示意图前 图源/新华社
【从实验室到现实,超导技术如何改变中国】
赵忠贤的研究不仅让中国在国际科学界赢得尊重,更让超导技术真正走向应用,改变普通人的生活。
磁悬浮列车——让中国速度领跑世界
上海磁悬浮列车——全球首条商业运营的高速磁悬浮线,其核心技术离不开高温超导材料的突破。未来,时速1000公里的超导磁悬浮列车或将在中国成为现实!(小提示:从郑州到北京约700公里,超导磁悬浮列车仅需42分钟!相当于看一集动画片的时间就能跨越两座城市。)
超导电网——让电力传输“零损耗”
传统电网输电会有约10%的损耗,而超导电缆可以实现几乎零电阻输电。2021年,中国建成世界首条公里级高温超导输电电缆(深圳),每年可节省数百万度电!(小提示:节约的电量足够供1万户家庭使用1个月(按每户月均300度计算),或让一部手机充电5000万次!)
“人造太阳”——点亮未来能源
中国“人造太阳”(EAST核聚变装置)的核心磁场依赖超导技术。赵忠贤的研究,为人类实现可控核聚变——这一终极清洁能源梦想提供了关键支持。(小提示:未来或能彻底解决能源危机,让每个家庭用上近乎无限的清洁电力。)
【薪火相传,超导的未来,中国的未来】
2024年,赵忠贤被授予“人民科学家”国家荣誉称号。
赵忠贤不仅是严谨的科学家更是温暖的引路人。
在赵忠贤的培养和支持下,一大批年轻人成长起来,并做出了优异成绩。保持着创新激情的他,总是对年轻人寄予厚望,常常会为他们所取得的优异成绩而兴奋不已。
时至今日,年逾八旬的赵忠贤依然没有停下脚步,他经常去实验室了解最新研究进展并给予指导和建议。
图说:赵忠贤在中国科学院物理研究所举行的发布会上介绍团队成员 图源/新华社
这把从煤炉时代点燃的火炬,正由新一代接过,照亮更多不可能。
【科学家精神解码器】
✨敢为人先的"破冰精神"
以煤炉烧出世界纪录,打破“超导临界温度不可能突破40K”的国际断言。
✨甘坐冷板凳的坚守精神"
“板凳要坐十年冷”的信念,让中国超导从跟跑者蜕变为规则制定者。
✨薪火相传的育人精神
坚持“科研成果属于团队”,把青年学者推向论文第一作者,培养出三代超导中坚力量。
【薪火相传,接续科学之光】
当年赵爷爷团队里熬夜的“90后”如今已挑起国家超导研究的重担,这种传承,不仅仅是知识的传递,更是精神的延续,激励着更多年轻一代投身科研,为实现中华民族伟大复兴的中国梦不懈奋斗。
本期的奖励:
一等奖:科创实验套装——电动空气悬浮球2名
二等奖:2000顶点5名
三等奖:1000顶点10名
下期预告:
孙家栋——星辰大海里书写传奇!