用现有理论可以解释说明的
作者:admin 发布时间:2019-10-13 19:02

  《自然》连刊两文报道石墨烯超导重大发现,值得关注的是,本次两篇Nature论文的第一作者、麻省理工学院博士生曹原来自中国。2018年12月18日,曹原登上《自然》年度科学人物榜首。曹原,男,1996年出生,籍贯是四川成都,美国麻省理工学院博士生。在《自然》上以第一作者身份发表论文的最年轻中国学者。

  首先声明一点,曹原发现的并不是常温超导现象,另外说明一下,如果现在有谁发现了常温超导现象的话,那么他一定可以得到诺贝尔物理学奖。这本来是去年的事,不知从何时起又被炒起来了,曹原是中国人,1996年出生的他现在正在麻省理工攻读博士学位,前一段时间他发现了石墨烯特殊超导现象,并且以第一作者的身份在世界顶级科学期刊Nature上发表了两篇论文,可以说是名声大振。

  超导现象一直以来是科学家乐于研究的,如果一个导体实现了超导,那么就意味着用这个导体传输电流的时候不会发热,也就是不会导致能量损失,这对于科学界来说意义重大,如果常温超导可以实现,那么就意味着世界每年就会节省大量的电能,如果传输电量的材料可以使用超导体的话,那么就会将能源消耗减少到最低。

  发现石墨烯的两人团体也获得过诺贝尔奖,由于这种材料的超强性能,被人不断给予新期待,有人拿它做过超导实验,不过没什么进展,而曹源这次的成果就是发现了石墨烯在电子导通和不导通两种状态下的转换,而这个如果能形成一种理论,那么这个临界点怎么形成的,别的材料能不能,如果能也需要什么条件,如果他和他的导师能总结给出一个理论,诺贝尔奖都盖不住他的光芒。

  首先声明一点,曹原发现的并不是常温超导现象,另外说明一下,如果现在有谁发现了常温超导现象的话,那么他一定可以得到诺贝尔物理学奖。

  这本来是去年的事,不知从何时起又被炒起来了,曹原是中国人,1996年出生的他现在正在麻省理工攻读博士学位,前一段时间他发现了石墨烯特殊超导现象,并且以第一作者的身份在世界顶级科学期刊Nature上发表了两篇论文,可以说是名声大振。

  超导现象一直以来是科学家乐于研究的,如果一个导体实现了超导,那么就意味着用这个导体传输电流的时候不会发热,也就是不会导致能量损失,这对于科学界来说意义重大,如果常温超导可以实现,那么就意味着世界每年就会节省大量的电能,如果传输电量的材料可以使用超导体的话,那么就会将能源消耗减少到最低。

  但是超导体有一个很特殊的地方,那就是它对温度有严格的要求,一些材料只能够在零下269摄氏度的时候才能变成超导体,但是使用这些材料是很昂贵的,完全不合实际。在曹原的研究中,他发现石墨烯也有可能成为超导体,但是他的发现伟大之处不在于石墨烯超导的温度,而是他使用的方法给了其它科学家一个全新的思路。

  科学界研究超导现象已经有100于年的时间了,1911年,荷兰一个科学家发现,用液氮冷却汞,当汞的温度下降到4.2k的时候,汞的电阻完全消失,这算是拉开了超导材料研究的序幕。科学家后来还发现,如果将汞置于高压条件下,其临界温度将达到令人难以置信的164k,然而这些距离常温超导来说还是太远了,常温一般来说是20-30摄氏度,也就是300k左右,可见超导现象的研究还有很长的路要走。

  曹原发现的石墨烯超导时的临界温度为1.7k,接近绝对零度,怎会是常温超导,只不过他采用的方法很特殊,他发现了当两层石墨烯的夹角为魔角(1.05°到1.16°)的时候,双层石墨烯就具有了超导性能,以往科学家都是采用施压的方法升高材料的临界超导温度,但是曹原仅仅是旋转了石墨烯的角度就实现了这一点,可谓是一种全新的思维方式。

  常温超导对人类的意义非凡,但是曹原发现的并不是常温超导,某些媒体的宣传存在偏差。曹原发现的石墨烯超导现象,是当双层石墨烯夹角为魔角1.1°(1.05°~1.16°)时,双层石墨烯就拥有了超导性能,超导转变温度最高为1.7K。

  实现材料的超导这对于人类的发展至关重要,通俗一点去讲当导线没有电阻的时候,电量传输几乎就没有额外消耗。但是目前发现的一些金属或者合金只有在低温的时候才能实现超导现象。这种类型的超导现象被称为常规超导现象,用现有理论可以解释说明的,并且也知道要想通过这种办法实现超导也是前路漫漫。

  但曹元发现的通过把石墨烯两层之间旋转特定角度之后实现的超导现象属于非常规超导,这跟之前发现的铜氧化物超导体是比较类似的,都是不走寻常路的。目前来看要想实现常温超导只能不走寻常路了。

  只是可惜了曹原的研究成果并非是做到了常温下形成零电阻的超导体石墨烯,而是特定条件才能形成的,所以虽然令人失望,但是也预示着这个研究成果代表着进步,也说明了我们黄种人在许多方面的确也非常厉害,而曹原的研究成果预示了未来的科学界必定有我们的一席之地,至少不会像一两百年前那样只有西方独亮,曹原就是这一类的代表是国家的骄傲。

  这个命题的价值取向就有问题,科学研究是为了造福人类,而不是为了去拿诺贝尔奖。希望媒体不要把中国的科研方向带沟里去。讨论这些毫无意义的话题。

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