趙忠賢探尋超導(dǎo)世界“新高度”

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李艷

趙忠賢

2022年1月9日，75歲的趙忠賢登上國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。他是國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)得主里的首位“40后〞。

生于遼寧新民的趙忠賢，身材魁梧，聲音響亮，性格里透著東北人的直爽和幽默?！拔揖褪莻€(gè)普通人，只要大家說(shuō)‘這個(gè)老頭還不錯(cuò)，我就挺愉快。〞接受采訪時(shí)，他饒有興趣地講起40余年持續(xù)研究超導(dǎo)的往事。

1911年人類發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)，超導(dǎo)被認(rèn)為是20世紀(jì)最宏偉的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。一直到上世紀(jì)50年代，中國(guó)低溫物理與低溫技術(shù)研究的開(kāi)創(chuàng)者之一洪朝先生回國(guó)才帶著國(guó)內(nèi)的年輕學(xué)者，首先實(shí)現(xiàn)了氫和氦的液化。我國(guó)當(dāng)時(shí)在科研基礎(chǔ)和知識(shí)儲(chǔ)存上的薄弱可見(jiàn)一斑。然而幸運(yùn)的是，趙忠賢在中科大得到了包括錢(qián)三強(qiáng)在內(nèi)大師們的悉心指導(dǎo)。趙忠賢1964年從中國(guó)科技大學(xué)畢業(yè)分派到中國(guó)科學(xué)院物理研究所，在他的回憶里當(dāng)時(shí)的科研條件是艱難的，卻又是開(kāi)心的。

“我至今記得先生們?cè)诤诎迳蠈?xiě)教案的情景。〞趙忠賢感慨地說(shuō)。這段求學(xué)經(jīng)歷讓趙忠賢在日后的科研中學(xué)會(huì)了如何在最艱苦的條件下堅(jiān)持科研，如何在設(shè)備差、經(jīng)費(fèi)少的狀況下依舊把科研成果做得美麗。

上世紀(jì)80年代，趙忠賢在科研條件極其簡(jiǎn)陋的狀況下開(kāi)始研究銅氧化合物超導(dǎo)體，同行們?cè)u(píng)價(jià)趙忠賢時(shí)總要提到他的“特別能耐〞?！八偰芾靡磺锌衫玫馁Y源，把科研先做起來(lái)。〞早年經(jīng)費(fèi)有限，工程組使用的基礎(chǔ)設(shè)備就是趙忠賢和同事黃玉珍親自繞制的燒結(jié)爐。

1986年，歐洲科學(xué)家柏德諾茲和繆勒發(fā)表了鑭-鋇-銅-氧體系可能存在35K超導(dǎo)的論文。當(dāng)時(shí)國(guó)際超導(dǎo)主流尚未認(rèn)可這篇論文，而趙忠賢和其他少數(shù)幾個(gè)學(xué)者對(duì)柏德諾茲和繆勒的論文產(chǎn)生了興趣，該文中提到的“楊·泰勒〞效應(yīng)與趙忠賢1977年文章中提到的“結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性又不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)相變會(huì)導(dǎo)致高的超導(dǎo)溫度〞產(chǎn)生共鳴，促使他馬上組織團(tuán)隊(duì)，在科研條件相對(duì)簡(jiǎn)陋的狀況下，開(kāi)始研究銅氧化合物超導(dǎo)體。不久，趙忠賢的研究成果推翻了傳統(tǒng)的理論，他向全世界證明超導(dǎo)臨界溫度是可以超過(guò)40K的，突破麥克米蘭極限溫度的超導(dǎo)體，被稱作高溫超導(dǎo)體。

一時(shí)間，世界物理學(xué)界震動(dòng)了。趙忠賢被稱為“北京的趙〞，出現(xiàn)在國(guó)際有名物理學(xué)刊物上。此后，仍在北京的試驗(yàn)室里埋頭苦干的趙忠賢“乘勝追擊〞——1987年2月19日深夜，他的團(tuán)隊(duì)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了臨界93K的液氮溫區(qū)超導(dǎo)體，并在國(guó)際上首次公布其元素組成：億-鋇-銅-氧。這一突破性的發(fā)現(xiàn)讓趙忠賢團(tuán)隊(duì)因此榮獲1989年國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，他也作為團(tuán)隊(duì)代表獲得了第三世界科學(xué)院物理獎(jiǎng)。

2022年，趙忠賢帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將鐵基超導(dǎo)體的臨界溫度提高到50K以上，創(chuàng)造了55K的紀(jì)錄并保持至今，實(shí)現(xiàn)了高溫超導(dǎo)研究領(lǐng)域的其次次突破。曾經(jīng)有一種說(shuō)法，科學(xué)家的黃金科研時(shí)期是短暫的，當(dāng)青年科學(xué)家走過(guò)自己的創(chuàng)新高峰期之后就會(huì)趨于寂靜。然而，這個(gè)說(shuō)法在趙忠賢這里并不成立。1987年的輝煌已經(jīng)過(guò)去，20年后，趙忠賢的名字再次震動(dòng)了世界物理學(xué)界。這一年他67歲。

2022年9月，我國(guó)研制出全球首根百米量級(jí)鐵基超導(dǎo)長(zhǎng)線。這一消息在業(yè)內(nèi)引起極大的轟動(dòng)。它被認(rèn)為是鐵基超導(dǎo)材料從試驗(yàn)室研究走向產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵一步，在美、日、歐等國(guó)家的鐵基超導(dǎo)線制備還處于米級(jí)水平的時(shí)候，我國(guó)已走在世界最前沿。

這一切，與中科院院士、物理學(xué)家趙忠賢8年前在鐵基高溫超導(dǎo)研究上實(shí)現(xiàn)的突破是分不開(kāi)的。

當(dāng)然，趙忠賢人生中也有最“郁悶〞的時(shí)期，那是上世紀(jì)80年代，國(guó)際物理學(xué)界在摸索高溫超導(dǎo)體的研究上遇到了瓶頸，相關(guān)研究跌入低谷。國(guó)內(nèi)的研究也受了影響，好多團(tuán)隊(duì)解散。

在經(jīng)過(guò)短暫的彷徨后，趙忠賢帶領(lǐng)超導(dǎo)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)堅(jiān)守這塊陣地，持之以恒地進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)費(fèi)有限，他曾與同事自己動(dòng)手繞制燒結(jié)爐，也曾將趁著“大減價(jià)〞時(shí)淘換下來(lái)的“土炮〞當(dāng)作“重型武器〞使用。

中科院超導(dǎo)國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室研究員孫力玲與趙忠賢共事多年，她在接受采訪時(shí)說(shuō)，趙老師給我印象最深的就是他對(duì)科研方向的堅(jiān)持，他真的做到了扎下根，決定一個(gè)方向然后就全力以赴。

趙忠賢跟學(xué)生們說(shuō)，不要只盯著論文，要真的去解決科學(xué)問(wèn)題;堅(jiān)持10年，一定會(huì)有突破?！艾F(xiàn)在社會(huì)上各種誘惑好多，好像好多選擇都比做科研賺錢(qián)。但假如選擇了科研這條道路，不妨安下心來(lái)，堅(jiān)持一下，我相信你們堅(jiān)持10年一定會(huì)有重大突破。〞他說(shuō)。

半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，趙忠賢的名字一直與我國(guó)超導(dǎo)發(fā)展緊湊相連。他在我國(guó)最早提出要摸索高溫超導(dǎo)體，最早建議成立國(guó)家超導(dǎo)試驗(yàn)室，他在高溫超導(dǎo)研