学霸的科幻世界

    谁都清楚这种现象意味着什么。

    石墨烯二维电子系统在1.7度夹角时，施加电场，呈现超导现象。

    在2.5度夹角时，施加微波辐照，呈现超导现象。

    别说他们了，这个消息如果现在就公布出去，必然会轰动全球物理学界。

    因为理论物理学家完全可以通过这一现象，构建出一个全新的超导理论，甚至可能对超导体的发展，都产生革命性的影响。

    让他们意外的是，庞学林对这种结果却有些波澜不惊，甚至在曹源提议将这一消息发布出去的时候，还阻止了曹源的举动。

    用庞学林的话说，这只是寻找室温超导体的旅途中，漫漫长征的第一步。后续还有，更加艰巨的任务需要完成。

    正因为如此，曹源团队内的所有成员庞学林都有种高山仰止的感觉。

    “大家好！”

    庞学林笑着和曹源的团队成员们打起了招呼，曹源团队里的人都很年轻，目测年纪最大的也就三十来岁的样子，剩下的大多都只有二十七八岁。

    “庞教授，我给你介绍一下，这是我们实验组的副组长董成林教授。”

    董成林身材不高，也就一米六出头，体重目测超过一百五，笑的时候眼睛眯起，仿佛弥勒佛一般。

    庞学林知道，董成林便是曹源团队中年纪最大的一位，今年31岁，是曹源团队里的核心成员之一。

    “董教授，你好！”

    “庞教授，我们可总算把你盼来了，欢迎欢迎。”

    “庞教授，这位是周彤副教授，在团队内负责数据处理工作。”

    周彤是个戴着圆框眼镜脸上长了雀斑的小美女，是曹源团队内唯一的女性。。

    看到庞学林，周同两眼冒光：

    “庞教授，你好，待会儿能帮我签个名不？我可是你的粉丝……”

    周彤一副小姑娘见到明星偶像的样子，看起来有些激动。

    “当然可以。”

    庞学林笑着说道。

    至于剩下两人，则是曹源带的博士生，一个叫魏文轩，一个叫谭松，在庞学林面前看起来有些拘谨。

    虽然他们是曹源团队的成员，但是在寻找新型超导体的项目中，庞学林才是真正意义上的大老板，再加上庞学林身上笼罩的光环，她们均有种见到传说中人物的感觉。

    介绍完团队成员，曹源道：“好了，既然庞教授来了，那我们就直接开会吧。”

    很快，众人跟着曹源来到会议室内。

    曹源打开笔记本，将显示器上的内容投影到荧幕上。

    曹源说道：“庞教授，过去两个月，我们团队按照你给出的理论预测，通过低温和改变微波辐照强度，发现石墨烯二维电子系统中同样存在超导现象。这是我们这段时间积累下来的数据，我们发现，在远离量子霍尔态的较低磁场下，二维电子系统展现出一种新颖的磁阻振荡，其周期结构可用微波频率w和回旋共振频率wc (朗道能级间隔)的比值e≡w/wc来表征：当e约为整数(e≈n)时对应振荡峰，当e约为半整数(e≈n +1/2 )时对应振荡谷。与没有微波时的磁阻相比，微波对磁阻的贡献在振荡峰处为正，振荡谷处为负。进一步实验发现，随着样品越来越纯净，微波引起的这种振荡越来越成为样品磁阻的主导特征，而且振荡谷的电阻值也越来越小，有变为零的趋势。”

    “最终，我们在一个非常纯净的样品上观察到，在微波激励下磁阻振荡谷的电阻值随温度降低指数式的趋于零，这就是所谓二维电子系统在微波辐照下的超导现象。”

    “庞教授，我想问一下，你是怎么知道石墨烯会在2.5度夹角和微波辐照下出现超导现象吗？”

    曹源的话音落下，会议室内，所有人的目光都聚焦到了庞学林身上。

    这不仅是曹源的疑问，同样是其他所有人的疑问。




第四百一十章 艾丽丝来电
    庞学林笑了笑，心中暗道：“我总不能告诉你们，这个现象我是从系统奖励中给出的论文里看到的吧。”

    不过还好，在将这个实验方案交给曹源之前，庞学林就已经准备好了说辞：“这是我计算出来的。”

    “计算出来的？”

    曹源吃了一惊，脸上露出惊讶的表情：“庞教授，已经搞清楚了超导现象的理论机理？”

    庞学林笑着摇了摇头，说道：“还没有彻底搞清楚，只是有一个大概的想法。这次理论预测，只不过大概验证了我的一个猜想而已。”

    “什么猜想？”

    庞学林说道：“众所周知，早期发现的基于金属单质超导体，经典的bcs理论基本可以解释。bcs理论的核心是晶格畸变诱导电子形成库珀对。导电的本质是电子流的传输，超导态是电子系统通过电子配对而凝聚成的一个低能态。在通常的bcs超导图像中，电子配对和凝聚同时发生。超导态被一个配对能隙所保护，只有热涨落足以破坏此能隙时，超导就被破坏。”

    “但是对于非常规超导体，比如重费米子化合物超导体、铜氧化物高温超导体、铁基超导体以及近期研究非常火热的如硫化氢、镧化氢等在超高压条件下形成的超导体而言，一旦进入超导态，在自旋涨落谱上的某个能量会有一个集体激发，形成一个特定能量的共振峰。有初步的试验表明，这个共振峰与超导态中的超导电子数有关系。样品进入正常态后，此共振峰随即消失。研究此共振峰与超导的关系是目前高温超导机理研究的关键所在。”

    曹源等人不由得面面相觑。

    他们当然知道这一理论，在凝聚态物理中，研究这些非常规超导与量子涨落之间的关系，已经成了近年来凝聚态物理学界的一个热点话题。

    “庞教授，你找到了非常规超导与量子涨落之间的联系？”

    董成林好奇道。

    庞学林笑着说道：“非常规超导体的非常规超导电性以及量子临界行为物理描述早就超越了经典的朗道费米液体理论以及传统的bcs超导理论的理论框架，我不敢说已经找到了它们之间的关系，但我在这一方面的研究确实有一定进展。不知道你们有没有看过德国马普所物理学家肖恩·施瓦茨以及麻省理工物理学家兹沃斯·马洛分别于1995年以及1998年发表的两篇关于重费米子化合物超导体的论文？”

    曹源、董成林、周彤他们面面相觑，均摇了摇头。

    庞学林道：“在这两篇论文中，肖恩·施瓦茨发现重费米子化合物超导体cecu2si2材料中，具备两个不同的超导态，低压超导相与其他重费米子超导态类似，另一新的高压超导态出现在价电子量子相变点附近。在磁致超导量子相变点，金属中普遍遵循的wiedemann-franz定律在重费米子超导体ce5中被破坏了。”

    “另外。1998年，麻省理工兹沃斯·马洛团队通过实验验证，证明20世纪60年代已经预言的fulde-ferrell-larkin-ovikov(fflo)超导相可能存在于ce5超导上临界磁场附近。在上临界磁场以下，ce5表现出丰富的磁通相图，并且不能由传统的abrikosov磁通点阵模型来描述。而当cerhin5的反铁磁相被压力逐渐抑制掉时，他们则发现，磁致量子相变出现在超导相内。”

    “论文中，兹沃斯·马洛还给出了重费米子化合物材料强关联模型中的多体波函数，试图通过求解多波体函数中的完全严格解，来得出一个明确的超导态。但可惜的是，马洛所列的多波体函数存在一定问题，求解难度也比较大。因此这篇论文并没有引发学术界的大规模关注。前段时间我在，梳理抄到题相关的论文时。发现了这篇论文的存在。”

    “这两篇论文都是我最近在整理超导体研究的相关文献中发现的，然后我在这两篇论文的基础上，重新推导出了一个多波体函数的数学模型，结果发现，非常规超导体的强关联模型，竟然与曹源发现的石墨烯二维电子系统在电场中的超导现象存在等效特性。于是，在此基础上，我做了进一步计算，求出了石墨烯二维电子系统在电场中超导现象的严格解。结果发现，这个解应该有两个，另一个，就是你们不久前刚刚在实验中验证的在2.5度夹角下，处于微波辐照中的二维石墨烯电子系统应该同样存在超导现象。”

    会议室内的众人一个个面面相觑，脸上露出震撼之色。

    庞学林说得轻描淡写，但谁都明白这里面的难度。

    自从超导体发现以来，与超导体相关的论文何止千千万，庞学林能够从那么多论文中，找到施瓦茨和马洛的论文，并且在他们的基础上，做进一步改进，给出了多体函数的严格解，并且将其与曹源的成果联系起来，足以说明这位大佬到底有多牛逼了。

    这里面缺少任何一步，都不可能出现如今的成果。

    曹源苦笑道：“庞教授，你这还叫没进展，单单从理论上预言一种超导体的存在，就足以在物理学界引发剧烈震动。”

    庞学林笑了笑道：“这哪里叫预言，石墨烯二维电子系统中本来就存在超导现象，我只不过是计算出了另一个可能存在的条件。”

    庞学林被众人崇敬的目光看得有些不好意思，石墨烯在2.5度夹角以及微波辐照条件下出现超导现象在系统论文中就有描述了，他只不过是根据这一现象对结论进行了反推，进而搞出了那个多波体函数的数学模型。

    肖恩·施瓦茨以及兹沃斯·马洛的那两篇论文不过是他的托词，用来解除众人心中的疑问而已。

    这时，周彤好奇道：“庞教授，那有没有可能通过你给出的多波体函数数学模型，推导出室温超导体存在的临界条件？甚至预言某些超导体的存在？”

    庞学林点了点头，说道：“确实存在这样的可能，但是我还缺少两个重要数据。”

    “什么数据？”

    曹源道。

    庞学林道：“第一，超导态的凝聚能。第二，超导态与正常态的能量差。我希望集大家之力，尽快快完成超导态凝聚能和超导态与正常态能量差的测量工作。至于实验方案的设计，就需要大家讨论来决定了。”

    庞学林的话音落下，会议室内顿时安静了下来，众人均皱起了眉头。

    精确测量超导态的凝聚能非常困难，因为高温超导体的超流电子数很少。

    另外，在空穴掺杂的高温超导体中，破坏超导的临界磁场(上临界磁场)很高，一般很难用十特斯拉左右的实验室常用磁场来将超导完全破坏。

    因此，同样很难精确测量超导态与正常态的能量差。

    曹源道：“或许我们可以用电子型掺杂的高温超导体试试。”

    庞学林道：“怎么说？”

    曹源道：“电子型掺杂的高温超导体上临界磁场不是很高，这为我们研究超导凝聚能和磁激发共振峰的关系提供了条件。比如高温超导体prlacecuo，通过测量低能准粒子激发，它的赝能隙基态将会具备费米弧特性，进入超导态后，在这些费米弧上面会逐渐建立一个新的能隙，它的大小反映了超导能量的尺度，通过这一模型，我们可以在在宽温区测量到高质量的超导比热数据并准确获得了凝聚能随磁场的演化关系。”

    董成林也赞同道：“这个办法不错。另外我们可以通过中子散射实验测量磁激发谱上面的共振峰。”

    庞学林笑了起来，说道：“很好，那后续的实验工作就交给你们了。”

    “庞教授，放心吧，我们一定尽快完成超导态凝聚能的测量工作。”

    一旁的周彤握拳笑道。

    曹源笑道：“行，那现在就开始准备吧，老董，你安排一下工作，我带庞教授去见一下陆校长。”

    “好！”

    董成林点了点头。

    这时，庞学林笑道：“大家下班后先别走，晚上我请大家吃顿饭，犒劳一下大家。另外，这个项目作为钱塘实验室与庐州微尺度物质科学国家实验中心的合作项目，因此在参与这个项目的过程中，你们每个月的薪资以及奖金标准将按照钱塘实验室的标准发放，最迟后天吧，你们应该就能领到本年度的第一笔奖金了。”

    “庞教授万岁！”

    “哈哈，我爱工作！”

    “瞬间感觉自己充满了动力。”

    ……

    众人顿时欢呼了起来。

    庞学林笑了笑，这才跟曹源前往科大的校长室。

    这次中科大之旅，庞学林早就通知了科大方面，中科大校长陆东明当然也知道庞学林要来。

    不过庞学林要求务必不要大张旗鼓搞什么欢迎仪式之类的，因此陆东明也从善如流，没有特意去接庞学林。

    来到校长室，中国科技大学校长陆东明已经等候多时了。

    陆东明五十出头，身材高大，戴着一副黑框眼镜。

    让庞学林意外的是，陆东明的校长室内，还有另外一位大佬。

    “陆校长，你好！欢迎来科大指导访问。”

    “陆校长，你好。”

    庞学林和陆东明握了握手。

    “对了，我给你介绍一下，这位是我们科大常务副校长、量子信息与量子科学研究院院长潘建维教授。”

    陆东明指着身旁一个长相中等，看起来几位儒雅的中年男子道。

    “潘教授，你好！”

    “庞教授，你好。”

    潘建维也和庞学林握了握手。

    对于潘建维，庞学林可谓是如雷贯耳。

    这位大佬在国内学术界的出镜率极高，堪称中国名头最大的实验物理学家之一。

    正是因为他的一力推动，中国才能在量子通信领域后来居上，成为这一领域的全球顶级玩家。

    虽然在网上黑潘的人也不少，有人觉得他太过高调，也有人觉得他学术成就并没有名头大，又没什么原创性的理论成果，距离诺奖更是遥遥无期。

    但是在庞学林看来，这位大佬真正牛逼之处在于集开阔的视野、出色的组织能力和罕见的实验天赋于一身，几乎凭一己之力，将中国从量子通信荒漠推到全球第一阵列，在实验领域更是遥遥领先。

    至于学术水平，那就更不用说。

    prl发到手软。

    2012年，受《现代物理评论》（rmp）邀请，潘建维在上面发表《多光子纠缠和干涉度量学》长篇综述论文。