還好華國之前在這方面的需求不大,從事這方面研究的人員也不多,因此項目都還沒來得及立項,在看到了其他國家的教訓之后,也就不了了之了。
當然,這也是以崔崑院士為首的人,完全不贊同他搞常溫超導材料的根本原因……
而劉峰這一次的目的,就是要讓人對常溫超導的研究,不至于像無頭蒼蠅那般亂撞性質的碰運氣!
于是,這才有了他在錒系元素上的總結性發現,進而想要推廣到整個元素周期表。
說起來,其實這種程序的新算法非常簡單,其基本原理,就是利用各系元素中的電子排列來預測哪種元素可以與氫協同構建理想的晶格,從而產生強烈的電子-聲子相互作用。
所謂的電子-聲子相互作用,是指電子與晶格振動之間的相互作用。
由于固體中的電子受到組成點陣的正離子對它的作用,而又由于離子并非靜止,它們總是在平衡位置附近振動著,因此,它們對電子的作用可以分為兩部分:一部分是靜止在平衡位置(即點陣陣點)上的離子造成的周期性電場。
周期場除了使電子的能譜形成能帶以外,并不造成對于電子的散射,即在周期場中運動的電子的能量、動量(準動量)不變。
另一部分是振動所造成的相對于周期性電場的偏離的影響,由于這是離子運動的效果,所以是隨時間變化的,而離子的振動可分解為各種頻率、波矢和偏振的簡正模,各個簡正模的振動態都是量子化的,點陣的振動可以用各種頻率、波矢和偏振的聲子來描寫。
電子-聲子相互作用指的就是這種點陣振動和電子的相互作用。
這種相互作用可以引起許多的物理效應。
譬如說,金屬的電阻隨溫度而變化的原因,就在于各種頻率的聲子密度依賴于溫度,而電子–聲子相互作用會引起電子能量有所修正,相當于修改了能帶電子的有效質,離子晶體中存在原胞中離子相對位移形成光學格波,其中縱向光學格波具有極化電場,它與能帶電子相互作用形成極化子。
金屬和合金在低溫下出現超導電性,就是因此而產生的。
其實,早在1950年,歐洲的兩個實驗室就有所發現:汞的同位素超導臨界溫度與該同位素質量的平方根成反比!而這種同位素效應,便預示了電子–晶格振動是超導現象的因由!
原理看起來非常簡單,而且,誰都知道,這里面很有可能就存在著某種必然的規律。
然而,想要借用現實實驗室里的各種儀器,發現這種固定的程序規律,即便有超過上千人一起努力,再經過2、30年的實驗數據積累,恐怕也不一定能夠發現。
這也是常溫超導材料的突破如此困難的根本原因。
也就是劉峰,能夠在掌控微觀世界的條件下,嘗試進行成千上萬次的模擬實驗,才能看到這種‘簡單的程序’。以一己之力,堪比一國,絕對不只是說說而已!
然而,這一次劉峰的目的,已經不只是簡單的證明錒系元素與氫元素之間的晶格程序規律了,而是整個元素周期表的金屬元素與非金屬元素之間的晶格規律!
這里面涉及到的材料知識和實驗數據積累,完全就是一個天文數字,甚至不比超級對撞機動輒以TB為單位的實驗數據來得要少!
因此,這些天來,劉峰幾乎就沒有怎么出過寢室的大門,一直把自己關在研究所分配的寢室里,對著電腦里面查詢到的資料、以及自己腦海里模擬出來的那些龐大數據,絞盡腦汁地設計實驗。