超导现象就仿佛一阵飓风,瞬间在物理学之海掀起滔天巨浪。
当论文发表的那一刻,大多数物理学家的第一反应就是不可能,绝对不可能。
这与常识完全不符合。
按照经典热力学的解释,金属的电阻都是因为热运动造成的。
电子在金属原子中运动时,与热运动的金属原子发生碰撞,所以能量降低,宏观表现为存在电阻。
如果温度降低到绝对零度,那么所有原子的热运动停止,当然也就没有电阻了。
但是现在布鲁斯博士生的论文表明,汞在及以下,电阻就会完全变为零。
这简直和天方夜谭一样!
和0K根本不是一个概念和等级。
很多人都认为是实验做错了,或者是测量误差。
“布鲁斯教授有点着急了,这种明显违背逻辑的实验结果,不应该发表出来。”
“我在玻尔笔记中看到过这一段,没想到布鲁斯教授真的去做了,我还以为只是随口一说。”
“电阻怎么可能为零呢?物理学领域最需要慎重的就是各种完美的现象!”
“估计是实验误差,电阻只是变得特别小,仪器没有测出来而已。”
“......”
不少物理学者都公开表示,钱五师的超导发现,肯定存在问题。
当然大佬们还没有公开发言,因为他们秉着审慎的态度,必须要先重复实验。
柏林大学,物理化学研究所。
热力学大佬能斯特正指挥着自己的学生,重复钱五师的实验。
他恨铁不成钢地说道:“当时我让你们也做这个实验,你们几个竟然给忘记了。”
“我真是不知道说什么好。”
“一个震惊学界的成果,就从你们手中悄悄地溜走了。”
原来第一届布鲁斯会议上,李奇维还曾建议能斯特测测极低温下,物质的简单性质。
因为固体的比热测量起来很麻烦,远不如电阻简单。
但是显然能斯特没有在意。
而现在,超导的发现,就好像一柄重锤砸在他的心上。
能斯特现在就祈祷,没有人从玻尔笔记中看到这一段,不然自己肯定要被骂愚蠢了。
几个博士生瑟瑟发抖,根本不敢还嘴,但心里吐槽:
“您老随口一说,我们就得累个半死。”
“自己本职的研究都搞不完,哪里还有时间做其它的。”
不过,他们肯定不敢说出来。
老老实实安装实验设备,准备重复汞、锡、铅的低温电阻实验。
有了钱五师的论文参考,实验进行的很快。
能斯特作为目前热力学领域的扛把子,他的实验室里有目前世界上最先进的电阻仪。
然而,测试结果依然让他不敢置信,浑身激动!
金属的电阻真的降为零了!
当然,还存在一种可能。
那就是电阻其实不为零,而是极小极小,小到超越了仪器的极限,仪器测不出来。
不过这已经没有什么区别了。
物理学家不是数学家,不用追求数学上的极限和完美。
对于电阻这种性质来说,0Ω和无限逼近0Ω区别不大。
剩下的事情,就交给理论。
既然超导现象已经被发现,下一步肯定就是研究它的机理。
在超导论文发表后十几天,能斯特团队在德国的学术期刊上,发表了对钱五师实验的重复实验。
论文以绝对精确的数据,证实了金属电阻在极低温下,确实会变成零的现象。
能斯特公开支持超导!
轰!
物理学界瞬间疯狂了。
能斯特作为参加第一届布鲁斯会议的大佬,在热力学领域,他甚至比李奇维还要权威。
一个小小的电阻测量,有了他的保证,那实验结果必然不会出现问题。
虽然有物理学家提出了质疑,认为可能是电阻太小,测不出来。
但是能斯特回答道:“我实验室的电阻仪可以测量到10^-15这个数量级。”
“这种数量级,我认为和零已经没有区别了。”
“当然,也许在未来,还有更先进的电阻仪。”
“但是我认为,它依然测量不出超导体的电阻。”
真实历史上,即便在李奇维那个时代,关于超导的电阻到底是严格为零,还是无限趋近于零,一直没有定论。
有物理学家做过实验,让电流在超导体里不停运行。
电流学习了...啊不...运行了两年半后,依然没有丝毫的减弱迹象。
根据最精确的数据,超导体的电阻小于10^-21这个数量级。
这是一个小到不能再小的程度了,和零也没有多大区别。
当然,这里面存在一个循环论证的问题。
不过,这一切都不影响超导的实际应用和伟大意义。
能斯特的论文,就好像一个定心丸,让钱五师三人,舒了一口气。
李奇维却淡定自若,仿佛一切尽在掌握之中。
这让钱五师等人无比羡慕。
“什么时候,我们才能有教授的那份心境,波澜不惊。”
玻尔等人羡鸡紫。
这一下,钱五师三人就达到博士毕业要求了。
简直羡煞旁人。
这时,李奇维说道:“五师、湖州、怀宁,你们不要因为发现超导现象,就觉得能放松了。”
“这里面还有很多未知的问题需要解决。”
“你们可以发散去想想,既然电阻为零,说明电流的作用发生了改变。”
“电和磁又是一体的,磁感应强度会不会发生变化呢?”
“这些都是非常好的研究方向。”
真实历史上,1933年,德国物理学家迈斯纳发现了超导体的另一个重要性质:
当金属处于超导状态时,它内部的磁感应强度为零。
这意味着,磁场完全无法通过超导体。
超导体具有100%的抗磁性。
物理学家将超导体完全抗磁的现象称为“迈斯纳效应”。
后世判断一个物体是不是超导体,就是看它是否同时满足零电阻和迈斯纳效应。
单独的零电阻导体并不能称为超导体!
不过现在这个时代,还没有研究到这一步。
钱五师等人激动地看着李奇维,导师又给他们新方向了。
跟着这样的导师,做实验也有干劲了。
这时,李奇维补充道:
“这些天,我也在从理论上研究超导的机理,和预测它未来的研究方向。”
“我会以短评的形式发表,到时候超导研究就是我们国王学派的一大特色了。”
几人听了无不兴奋。
这相当于他们开辟了一个领域,就和伦琴教授发现X射线一样。
以后不管谁在超导方面做出其它成就,都离不开他们的功劳。
1910年9月10日,李奇维在《自然》发表署名文章。
他首先解释了超导的机理。
“我认为超导现象,是一种动态平衡状态。”
“荷兰的范德华教授,曾提出过分子与分子之间,是存在相互作用力的。”(范德华力)
“但我认为,原子与原子之间,也存在这种相似的作用力。”
“这种力使得原子不会分散开来,而是把原子聚集在一起,保持固定的结构。”
“正常情况下,原子会发生热运动,但随着温度降低,热运动也随之减弱。”
“当温度低于某一个阈值时,热运动产生的力,就低于了原子间作用力。”
“这时,原子间作用力压制住了热运动,使原子进入了静态稳态,从而产生了超导现象。”
紧接着,李奇维又做出理论分析:
“因此,我认为高温超导是完全有可能实现的。”
“现有的超导体都需要在极低温度下才能产生,这限制了其应用。”
“但是只要我们找到合适的化学结构,让原子间或者分子间作用力很大。”
“那么即便是高温下的热运动,也会被这种作用力压制,从而产生超导现象。”
最后,李奇维提出了关于超导体接下来的研究方向:
一、超导材料。
目前发现的超导体都是金属单质,那么合金、金属化合物、无机物、有机物,会不会也有超导现象。
二、高温超导。
理想状态是找到室温状态下的超导体。
三、超导理论。
原子间作用力理论仅仅是一个宏观概括,更细节的原理还需要进一步深入研究。
当李奇维的这篇论文发表后,所有人都被震惊了。
布鲁斯竟然直接从理论上证明了超导的存在。
在别的研究小组,还在继续重复钱五师的实验,企图发现什么异常时,他已经从理论的高度解释了超导。
这就是当世物理第一人的实力吗?
简直恐怖如斯!
这一刻,对李奇维抱有怀疑态度的人,也不得不承认一个事实。
那就是虽然布鲁斯最近没有新的成果发表,但他的实力一点没有下降。
“我的上帝,超导现象才刚刚被发现,后面的路就已经被布鲁斯铺完了。”
“可怕,实在太可怕了,要是当初布鲁斯发现了X射线,估计早都没劳厄什么事情了。”
“以后所有研究超导的人,都要在布鲁斯这篇文章的阴影下进行了。”
但也有不少人提出了质疑,他们不是质疑文章的正确性,而是质疑李奇维的人品。
“超导现象是布鲁斯的学生们发现的,如今他却发表总结,有点抢学生成果的意思。”
“是啊,布鲁斯是不是自己最近没有成果,感到着急,所以想蹭学生的光。”
面对这些质疑和谣言,随后巴克拉等人,就将那次大会上的内容泄露了出去。
顿时引起轩然大波。
大家这才发现,原来没有布鲁斯,他的学生就差一点与超导失之交臂。
甚至可以说,布鲁斯才是超导的发现者。
没有他的先见之明,这个实验根本就不会开始。
没有他的坚持,超导也不会被发现。
从某种程度上来说,超导可以算是布鲁斯的成就。
只是这样一想,就更可怕了。
布鲁斯现在随随便便想一个课题,然后交给自己的博士生去做,就能得到一个诺奖级成果。
还有比这更离谱的事情吗?
他甚至都没有把精力放在超导上,而是单纯指点方向而已。
有人甚至打趣地说道:“要是布鲁斯教授精力足够,估计他一个人就能把物理诺奖给全包了。”
然后,所有人就想到了一个更加匪夷所思的事情。
貌似布鲁斯从出道到现在,从来没有失误过,也没有错过。
量子论、相对论、预言X射线本质、超导......
所有人不禁发出疑问:布鲁斯,你难道就不会错吗?