科學(xué)技術(shù)從來沒有像今天這樣深刻影響著國家前途命運。新中國成立70年來，我國高溫超導(dǎo)研究實現(xiàn)了從“起步”“追趕”到“領(lǐng)跑”的跨越，這一切成績，都離不開一個人——趙忠賢。
作為我國高溫超導(dǎo)研究的先驅(qū)之一，他在我國最早提出要探索高溫超導(dǎo)體，最早建議成立國家超導(dǎo)實驗室，兩次帶領(lǐng)團隊斬獲國家自然科學(xué)一等獎，引領(lǐng)我國高溫超導(dǎo)研究躋身世界前列。
今天，讓我們走進趙忠賢的超導(dǎo)人生。
“超導(dǎo)研究突破的每一步，
中國人絕不能再落下，要走在前面”
《超導(dǎo)世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
高溫超導(dǎo)體，是指臨界溫度在40K（約-233℃）以上的超導(dǎo)體。物理學(xué)家麥克米蘭曾根據(jù)傳統(tǒng)理論計算斷定，超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度一般不能超過40K（約-233℃），這個溫度也被稱為“麥克米蘭極限”溫度。超導(dǎo)臨界溫度極低，廣泛應(yīng)用受到限制，尋找高溫超導(dǎo)體至今仍是全世界科學(xué)家的夢想。
1977年，趙忠賢在《物理》雜志上撰文，指出超導(dǎo)體的臨界溫度可以達到40—55K（約-233℃—-218℃），甚至在某些情況下可以達到80K（約-192℃）。這與傳統(tǒng)的“麥克米蘭極限”理論相悖，以致于當時不少人認為“趙忠賢膽子實在太大了”。
但趙忠賢說：“超導(dǎo)研究突破的每一步，中國人絕不能再落下，要走在前面。”
《超導(dǎo)世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
1986年4月，瑞士科學(xué)家穆勒和柏諾茲發(fā)現(xiàn)鋇鑭銅氧化物在35K（約-238℃）時出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。9月底，趙忠賢看到這些論文后，敏銳察覺到，這可能是一個突破口。當時，美、日的實驗室也在搞這個研究，大家都明白，誰能在這場超導(dǎo)大戰(zhàn)中拔得頭籌，誰就能在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域?qū)懴聞潟r代意義的一筆。
《超導(dǎo)世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
趙忠賢立刻組織團隊，開始研究銅氧化物超導(dǎo)體。“當時干勁很足，但條件確實非常差，沒有樣品，我們自己繞個爐子燒。”沒有合用的設(shè)備，他淘來處理品自己改裝；有些設(shè)備老得連零件都買不到了，還一直作為項目組的基礎(chǔ)設(shè)備使用。趙忠賢和同事們不分晝夜地干，餓了就在實驗室煮個白面條，累了就輪流在椅子上打個盹。
如今已是南京大學(xué)物理學(xué)院教授的聞?；⒃谧x研究生時重復(fù)趙忠賢做過的實驗，發(fā)現(xiàn)測一條曲線要不休不眠兩天兩夜才能完成。“盯著儀器上的表一個一個地記錄，不像現(xiàn)在都是計算機采集，計算機一劃就出來了。那時每變溫一次，要調(diào)一下氣壓、氣流，等溫度穩(wěn)定了在表上讀數(shù)把它記錄下來。”他感慨，趙忠賢和團隊一窮二白起步，設(shè)備修了壞、壞了修，實在無法想象該有多難。
無數(shù)個深夜苦熬，終于迎來了希望的曙光！
“中國科技發(fā)展舉世矚目，最欣慰的是‘我奉獻了’”
1986年12月，趙忠賢與同事第一次在鑭鋇銅氧系統(tǒng)中，觀察到起始溫度為70K（約-203℃）的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變跡象。
《超導(dǎo)世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
乘勝追擊！1987年2月19日深夜，趙忠賢在釔鋇銅氧化物中發(fā)現(xiàn)了臨界轉(zhuǎn)變溫度93K（約-180℃）的液氮溫區(qū)超導(dǎo)體，實驗結(jié)果可以重復(fù)。整個實驗小組都喜極而泣。此時，趙忠賢已經(jīng)48小時沒有睡覺。“這是一個世界級突破，從-268.8℃的液氦溫區(qū)提高到-196℃的液氮溫區(qū)，意味著制冷難度和成本的大幅度降低，液氮的價格只有液氦的幾十分之一，可以像熱水瓶一樣打一瓶。”
《超導(dǎo)世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
1987年3月18日，正在紐約舉行的美國物理學(xué)會年會臨時增加了“高臨界溫度超導(dǎo)體專門會議”。會議報告從晚上19:30開始，一直講到凌晨3:15，持續(xù)了7小時45分鐘。
趙忠賢是當晚報告人中最耀眼的科學(xué)家之一，他做了長達20分鐘的報告，并在國際上首次公布液氮溫區(qū)超導(dǎo)體的元素組成：釔—鋇—銅—氧。
這也標志著中國的高溫超導(dǎo)研究躋身世界前列。“我到酒店之后還有很多留學(xué)生找到我，他們說在這樣的國際會議上能看到中國專家的身影，真的很激動。”最終，因為將超導(dǎo)材料轉(zhuǎn)變溫度從液氦溫區(qū)提高到液氮溫區(qū)，趙忠賢于1989年問鼎國家自然科學(xué)一等獎。
趙忠賢說，他這一代，不僅目睹了“兩彈一星”的成就，還親歷了改革開放40年來我國科學(xué)體系的建立。“中國科技發(fā)展舉世矚目，最欣慰的就是‘我奉獻了’”。
《超導(dǎo)世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
“熱的時候要堅持，冷的時候更要堅持”
20世紀90年代中后期，國內(nèi)的高溫超導(dǎo)研究遇冷，不少研究人員轉(zhuǎn)向其他領(lǐng)域。但趙忠賢卻堅持要坐“冷板凳”，他說，“熱的時候要堅持，冷的時候更要堅持。”他始終堅信，超導(dǎo)還會有突破！
趙忠賢在工作中。資料圖
時隔20余年，趙忠賢的名字再次震動了世界物理學(xué)界，這一年他67歲。
2008年2月，日本研究組報道，在摻氟的鑭氧鐵砷化合物中，存在轉(zhuǎn)變溫度為26K（約-247℃）的超導(dǎo)電性。趙忠賢結(jié)合他的學(xué)術(shù)思路，認識到其中可能孕育著新的突破。
很快，他帶領(lǐng)團隊發(fā)現(xiàn)50K（約-223℃）以上鐵基高溫超導(dǎo)體系列，并創(chuàng)造了55K（約-218℃）鐵基超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變的紀錄。這一創(chuàng)造性的突破，標志著人類發(fā)現(xiàn)了新一類的高溫超導(dǎo)體，超導(dǎo)技術(shù)將可以走向大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用。
2014年初，趙忠賢等憑借鐵基高溫超導(dǎo)研究再次問鼎國家自然科學(xué)一等獎。
趙忠賢（中）等五人獲獎合影。資料圖
“古代中國曾為人類文明作出很多貢獻，
今日中國人依然有這個志氣和能力”
網(wǎng)友留言。資料圖
在今天從事高溫超導(dǎo)研究的年輕科學(xué)家們眼里，已經(jīng)年過古稀的趙忠賢對工作始終抱有一份啃硬骨頭的執(zhí)著和嚴謹，他既是良師，也是益友。
《超導(dǎo)世界的赤子之心——趙忠賢》視頻截圖。資料圖
對于趙忠賢來說，雖然已經(jīng)榮譽滿載，超導(dǎo)仍然是他孜孜以求的永恒主題，如今他的身邊已經(jīng)聚集起一支世界領(lǐng)先的高溫超導(dǎo)研究隊伍，他們共同為中國的高溫超導(dǎo)研究事業(yè)不斷鉆研著、奮斗著……（中國青年網(wǎng)記者 楊維瓊 李慧慧 實習(xí)記者 曹若鴻 綜合科普中國等）
