1月9日上午,在人民大會堂,趙忠賢從國家主席習近平手中接過了國家最高科學技術獎證書。他的笑容一如既往地爽朗。
2016年9月,我國研制出全球首根百米量級鐵基超導長線。這一消息在業(yè)內(nèi)引起極大的轟動。它被認為是鐵基超導材料從實驗室研究走向產(chǎn)業(yè)化進程的關鍵一步,在美、日、歐等國家的鐵基超導線制備還處于米級水平的時候,我國已走在世界最前沿。
趙忠賢培養(yǎng)和影響了一批高溫超導研究優(yōu)秀人才,正在引領中國走在高溫超導的前沿。而他本人也因為在高溫超導領域的一次次突破,站到了最高領獎臺上。
● 時隔20余年再掀高潮
1987年,趙忠賢的研究推翻了傳統(tǒng)理論,向世界證明超導臨界溫度可以超過40K。
一時間,世界物理學界震動了?!氨本┑内w”出現(xiàn)在國際著名物理學刊物上……
這一年,他作為五位特邀報告人之一,參加了美國物理學會三月會議,引爆全場,成為中國物理學家走上世界高溫超導研究舞臺的標志事件。
1986年,歐洲科學家柏德諾茲和繆勒發(fā)表了鑭—鋇—銅—氧體系可能存在35K超導的工作。當時國際超導主流尚未認可這篇論文,而趙忠賢和其他少數(shù)幾個學者對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”效應與趙忠賢1977年文章中提到的“結構不穩(wěn)定性又不產(chǎn)生結構相變會導致高的超導溫度”產(chǎn)生共鳴,促使他立刻組織團隊。在科研條件相對簡陋的情況下,開始研究銅氧化合物超導體。
從1911年荷蘭物理學家卡麥林·昂尼斯在汞研究中偶然發(fā)現(xiàn)超導電性開始,超導研究一直吸引著全世界物理學界的目光。為了突破40K麥克米蘭極限溫度,世界各國的科學家多年以來不斷嘗試,趙忠賢做到了。
1986年底,趙忠賢團隊和國際上少數(shù)幾個小組幾乎同時在鑭—鋇—銅—氧體系中突破了麥克米蘭極限,獲得了40K以上的高溫超導體。
此后,仍在北京的實驗室里埋頭苦干的趙忠賢“乘勝追擊”——1987年2月19日深夜,他的團隊獨立發(fā)現(xiàn)了臨界溫度93K的液氮溫區(qū)超導體,并在國際上首次公布其元素組成:釔—鋇—銅—氧。這一突破性的發(fā)現(xiàn)讓趙忠賢團隊因此榮獲1989年度國家自然科學獎一等獎,他也作為團隊代表獲得了第三世界科學院物理獎。
● “北京的趙”蜚聲學界
2008年,趙忠賢帶領團隊將鐵基超導體的臨界溫度提高到50K以上,創(chuàng)造了55K的紀錄并保持至今,實現(xiàn)了高溫超導研究領域的第二次突破……
曾經(jīng)有一種說法,科學家的黃金科研時期是短暫的,當青年科學家走過自己的創(chuàng)新高峰期之后就會趨于沉寂。然而,這個說法在趙忠賢這里并不成立。
趙忠賢提出了高溫高壓合成結合輕稀土元素替代的方案,帶領團隊很快將鐵基超導體的臨界溫度提高到50K以上,創(chuàng)造了55K的紀錄并保持至今,為確認鐵基超導體為第二個高溫超導家族提供了重要依據(jù),實現(xiàn)了高溫超導研究領域的第二次突破。在這期間,他以67歲的年紀3次帶領年輕人幾乎通宵工作,完成了初期最關鍵的3篇論文。
趙忠賢的鐵基超導研究得到了國內(nèi)外的高度評價。美國《科學》雜志3次報道趙忠賢小組的工作,其中在題為《新超導體將中國物理學家推向最前沿》的一篇文章中對于趙忠賢小組的貢獻予以充分的肯定。趙忠賢小組的成果作為“40K以上鐵基高溫超導體的發(fā)現(xiàn)及若干基本物理性質研究”的重要部分,榮獲2013年度國家自然科學獎一等獎。
● 一生只做一件事
“現(xiàn)在社會上各種誘惑很多,好像很多選擇都比做科研賺錢,但如果選擇了科研這條道路,不妨安下心來,堅持一下,我相信你們堅持十年一定會有重大突破?!?/p>
趙忠賢人生中最“郁悶”的時期是20世紀80年代。國際物理學界在探索高溫超導體的研究上遇到了瓶頸,相關研究跌入低谷。國內(nèi)的研究也受了影響,很多團隊解散。
趙忠賢的研究完全停滯,這期間他不得不赴美一年幫著別人做研究,但最終他發(fā)現(xiàn)那不是自己喜歡的高溫超導方向,于是迅速決定回國。
回國以后,他又不得不面對窘境——沒有設備、沒有團隊、沒有經(jīng)費。
“熱的時候堅持,冷的時候也堅持?!壁w忠賢帶領超導團隊堅守這塊陣地,持之以恒地進行實驗。經(jīng)費有限,他曾與同事自己動手繞制燒結爐,也曾將趁著“大減價”時淘換下來的“土炮”當作“重型武器”使用。
1986年底到1987年初,趙忠賢和同事們夜以繼日地奮戰(zhàn)在實驗室中。餓了,就煮面條;累了,輪流在椅子上打個盹。在最困難的時候,他們充滿信心,相互鼓勵:“別看現(xiàn)在這個樣品不超導,新的超導體很可能就誕生在下一個樣品中?!弊罱K趙忠賢等到了。
中科院超導國家重點實驗室研究員孫力玲與趙忠賢共事多年,她在接受采訪時說,趙老師給我印象最深的就是他對科研方向的堅持,他真的做到了扎下根,決定一個方向然后就全力以赴。
在趙忠賢看來,搞科研最重要的一點是能夠迅速抓住問題的本質,并駕馭自己的知識和能力去解決它。他說:“如果說我做科研有什么優(yōu)勢,那就是我的科研直覺比較準,我能夠感覺到正確的方向在哪里。而這種科研直覺來自于大量的經(jīng)驗,來自于在長期堅持后的積累,長期積累的升華吧?!?/p>
“也許,此前試驗過的那么多鑰匙都失敗了,于是有人選擇了放棄——但誰又能肯定,接下來這把鑰匙不會解開未知之謎呢?”趙忠賢說。李艷