学霸的微观世界

    无论是哪一个成就，都足以让整个国家，乃至整个民族，为他附骄傲和自豪了。

    更何况，这一次还有上面人的亲自吩咐下来要将其当成重点来宣传！

    于是，不少科教文卫系统的guan员，已经在打主意给刘峰盖个博物馆什么的，以“纪念”这位的丰功伟绩了。

    譬如说京城化工大学，就有人提议给刘峰立一座雕像，摆在主教实验大楼前，和前面那座寓意着化学的分子螺旋结构标致立在一起，并且，这一提议，还得到了化大领导层的一致赞同。

    不仅是大学，刘峰就读过的中学甚至是小学也一样。

    油溪镇当地的教育局和旅游局，就已经提前将他家的那栋房子以及刘峰当年中学就读的那栋教室和那栋寝室注册成了文物。

    哪怕未来有一天学校改扩建了，那栋砖瓦结构的教室和老式公寓也会单独留下来，并且由专业人士不断修缮，维持它“当年”的原貌。

     




第319章 欲捕鱼、先织网
    炸药奖的领奖时间是在12月10日，诺贝尔先生的忌日，距离这一天还有将近2个月的时间。

    既然决定了放弃去斯德哥尔摩装逼的机会，刘峰自此也收了心，完全将心思放在了和崔崑院士的赌约当中。

    3个月，想要开发出一种可以用于针对性替代超级对撞机超导电磁石的常温超导材料，即便对于开了挂的刘峰来说，也几乎是不可能完成的任务。

    只不过，刘峰只需要在这3个月之内，证明常温超导的可行性就可以了。

    d国马克斯普朗克物质结构与动力学研究所在去年用光脉冲导致晶体晶格中的单个原子发生了短暂变动，从而导致了超导性的产生。

    但刘峰认为，常温超导并不是自古华山一条道，实现常温超导的路径，远远不只是光脉冲这一种途径，至少，通过成千上万次的模拟，他已经证明了在超高压的环境中，某些材料也具有常温超导特性。

    上一次在现实中的实验，他已经测试了在在-20°c和150万个大气压下，锕系氢化物也具有十分显著的超导特性。

    虽然这些材料仍需要高压条件，但-20c的环境绝对是远远超过了前人的成功，这也使“常温”超导真正意义上成为可能，远远超过了d国人对常温超导研究的贡献。

    事实上，锕系元素是原子序数从89至103的一系列金属元素，一共有15种，刘峰通过对各种金属氢化物在特定温度下导电方式的观察，发现了其在周期表中的位置与超导体间的联系，并且利用这种联系，开发出了一个计算程序，使锕系氢化物的性质与其超导性相匹配，可以应用于元素周期表中所有15种锕系元素！

    短短几天时间，就已经做到了甚至超过了国外数十年的研究成果，这样无与伦比的天资，着实让崔崑院士等人震惊不已！

    怪不得这家伙年纪轻轻就能够获得炸药奖，如此恐怖的学习能力，超强的实验天赋，再加上最终结果显示，人家的运气似乎也非常不错，因此，也是理所当然的了。

    只不过，这还远远不够。

    因为锕系元素氢化物的超导特性，都需要在超高压的条件下达到，适用性十分狭隘，因此，这并不能说服崔院士，甚至也不能让刘峰自己满意。

    因此，刘峰还想将这种程序衍生开来，推广到其他的元素当中，最终可以做到实现计算其他元素还有哪些可以与氢结合、从而形成室温超导体的预测。

    而寻找到一种特定的方法来预测哪些元素可以形成超导材料，其重要意义自然不言而喻，甚至某种程度上，比发现了某种材料具有超导特性的意义来得更加重大！

    想象一下，如果真的能够总结出一种定理，证明超导电性和元素周期表之间有种必然的联系，那将会给超导材料的研究，节约多少功夫！

    毕竟，当前，限制常温超导材料研究的最大困难，就是没有一个具体的路线！

    即便是d国马克斯普朗克物质结构与动力学研究所，几十年的辛苦耕耘，终于在去年用光脉冲导致晶体晶格中的单个原子发生了短暂变动，从而导致了超导性的产生，但也仅仅只是一次‘运气’性质的巧合而已！

    之所以如此说，是因为在d国人的研究过后，m国国家实验室那边欣喜若狂、野心勃勃的在这方面投入了10亿美元的巨资，甚至还为光脉冲常温超导项目准备了一台价格昂贵的超算，但一年过去了，根本没有任何性质的进展！

    相关负责人和资本家，随后发现，这完全就是个无底洞，因此项目持续了不到一年时间，就被毫不留情地砍掉了，转向了其他方向。

    除了m国以外，国家层面上，比如d国人自己，甚至还有东丽国、毛熊国等国家，也在光脉冲项目上投入了巨资，甚至去年的炸药物理学奖得主，这一年多的时间里，也是光脉冲项目的狂热支持者，然而，大家也相继发现，他们都被坑了……

    还好华国之前在这方面的需求不大，从事这方面研究的人员也不多，因此项目都还没来得及立项，在看到了其他国家的教训之后，也就不了了之了。

    当然，这也是以崔崑院士为首的人，完全不赞同他搞常温超导材料的根本原因……

    而刘峰这一次的目的，就是要让人对常温超导的研究，不至于像无头苍蝇那般乱撞性质的碰运气！

    于是，这才有了他在锕系元素上的总结性发现，进而想要推广到整个元素周期表。

    说起来，其实这种程序的新算法非常简单，其基本原理，就是利用各系元素中的电子排列来预测哪种元素可以与氢协同构建理想的晶格，从而产生强烈的电子-声子相互作用。

    所谓的电子-声子相互作用，是指电子与晶格振动之间的相互作用。

    由于固体中的电子受到组成点阵的正离子对它的作用，而又由于离子并非静止，它们总是在平衡位置附近振动着，因此，它们对电子的作用可以分为两部分:一部分是静止在平衡位置上的离子造成的周期性电场。

    周期场除了使电子的能谱形成能带以外，并不造成对于电子的散射，即在周期场中运动的电子的能量、动量不变。

    另一部分是振动所造成的相对于周期性电场的偏离的影响，由于这是离子运动的效果，所以是随时间变化的，而离子的振动可分解为各种频率、波矢和偏振的简正模，各个简正模的振动态都是量子化的，点阵的振动可以用各种频率、波矢和偏振的声子来描写。

    电子－声子相互作用指的就是这种点阵振动和电子的相互作用。

    这种相互作用可以引起许多的物理效应。

    譬如说，金属的电阻随温度而变化的原因，就在于各种频率的声子密度依赖于温度，而电子–声子相互作用会引起电子能量有所修正，相当于修改了能带电子的有效质，离子晶体中存在原胞中离子相对位移形成光学格波，其中纵向光学格波具有极化电场，它与能带电子相互作用形成极化子。

    金属和合金在低温下出现超导电性，就是因此而产生的。

    其实，早在1950年，欧洲的两个实验室就有所发现:汞的同位素超导临界温度与该同位素质量的平方根成反比！而这种同位素效应，便预示了电子–晶格振动是超导现象的因由！

    原理看起来非常简单，而且，谁都知道，这里面很有可能就存在着某种必然的规律。

    然而，想要借用现实实验室里的各种仪器，发现这种固定的程序规律，即便有超过上千人一起努力，再经过2、30年的实验数据积累，恐怕也不一定能够发现。

    这也是常温超导材料的突破如此困难的根本原因。

    也就是刘峰，能够在掌控微观世界的条件下，尝试进行成千上万次的模拟实验，才能看到这种‘简单的程序’。以一己之力，堪比一国，绝对不只是说说而已！

    然而，这一次刘峰的目的，已经不只是简单的证明锕系元素与氢元素之间的晶格程序规律了，而是整个元素周期表的金属元素与非金属元素之间的晶格规律！

    这里面涉及到的材料知识和实验数据积累，完全就是一个天文数字，甚至不比超级对撞机动辄以tb为单位的实验数据来得要少！

    因此，这些天来，刘峰几乎就没有怎么出过寝室的大门，一直把自己关在研究所分配的寝室里，对着电脑里面查询到的资料、以及自己脑海里模拟出来的那些庞大数据，绞尽脑汁地设计实验。

    为了能够实现这项‘伟大的目标’，找到里面的必然规律，他不得不查阅大量的文献资料，成千上万次的在自己的脑子里模拟实验



第320章 不是所有人都叫刘峰
    根据锕系元素中的电子排列来预测哪种元素可以与氢协同构建理想的晶格，从而产生强烈的电子-声子相互作用，进而将这种固定程序推广到整个元素周期表的关键，便在于对大量实验数据的归纳总结。

    毕竟刘峰的脑海中，并不缺少相应的实验数据，如果哪方面的实验数据不能支持这样的归纳，他可以在短时间内，模拟出很多。

    只不过，虽然他的脑子能够存贮大量的实验数据，但是对这些数据的处理和将其完全记忆下来是两个不同的概念，很多时候，刘峰都必须借助到电脑以及相应的处理工具，才能非常直观地发现这些数据之间的必然联系。

    这也是他经常一个人宅在寝室或者办公室里的原因。

    只有对最终的结果有了一定的把握或者是思路，他才会真正的借助现实实验来进行验证。

    因此，很多时候，在外人看来，刘峰设计的实验非常具有针对性，几乎没有多余的程序步骤，仿佛天生就是为了这个答案而存在的，就是因为这样的原因。

    用答案来逆推过程，只要不是太low的人，费点精力都能做到，更不用说像他这般可以开挂的大学霸！

    这一次，刘峰当然也不例外。

    只不过，和超级对撞机的碰撞实验有所不同的是，元素周期表的各种元素和超导特性的关系，要更为繁复一些。

    反物质工程涉及到的超级对撞机碰撞，只需要模拟高速质子和目标金属靶的碰撞就行，最多再增加一个高能激光的照射作用；然而，各种金属元素和非金属元素就有100多种，再加上这些元素不同的电子排列分布，最后导致的超导特性也各自迥异，即便有着超级大脑的刘峰，也在这些数据面前头疼不已。

    还好元素与元素之间也有分类，如锕系元素、镧系元素等，虽然元素不同，但前人早就总结出了这些元素的相似性，这给站在巨人肩膀上的刘峰，不知道节约了多少精力。

    同锕系元素被证明具有超导特性不同的是，其他元素是否具有超导特性还是个未知数。

    因此，前者刘峰在查阅了文献后，很快就能模拟出来，一张纸一支笔，就可以开展研究，而后者，必须在无数次失败的实验当中总结经验。

    刘峰在寝室里几乎宅了整整三天三夜的时间，将元素周期表的元素尝试了一个遍，他也只发现了58种元素具有超导特性；然而，这些元素的超导特性，似乎没有任何关联一般，几天的绞尽脑汁，几乎都要让他以为自己的方法是错误的！

    索性在镧系元素上，最后给了他一个不大不小的惊喜，这才让他坚定了自己的想法。

    因此，当下刘峰就暂时放下了对其他元素超导特性的研究，决定先把镧系元素的超导程序总结出来。

    和锕系元素类似，镧系元素也能同其他元素协同构建理想的晶格，产生强烈的电子-声子相互作用，而且因为原子序数普遍比锕系元素靠前的缘故，在放射性和安全性方面更具有优势。

    这一次，刘峰要做的实验，就包含了构建镧和镥两大最具有代表性的镧系元素氧化物的理想晶格。

    幸运的是，他设计的实验配方中所需用到的材料，在实验室里都能找到，找不到的在隔壁的实验室也能借到。

    只不过，和他借助异能在脑海中模拟实验不同的是，现实当中的实验，似乎未知的影响因素更多。

    尽管刘峰自认为已经考虑得非常周全，但他仍然花了整整三天的时间，经过了无数次的失败，这才成功将两种元素制备成了具有立项晶格的合格氧化物——在灯光的照耀下，就像科幻电影当中散发着科幻气息的飞碟外壳。

    这两种玩意儿看上去相似，就像是两块太阳能电池板，但都充满了金属质感。

    表面看上去似乎也没有什么特别的地方，但放在扫描电子隧道显微镜下观察其微观构造，却与寻常的氢化物晶格天差地别，非要用两个字来形容的话——完美！

    没有在这短暂的胜利喜悦中多做停留，刘峰趁热打铁，将两块镧系金属氧化物先后放在了事先准备好的实验仪器当中，开始了验证超导材料特性最关键的第二步——

    环境模拟！

    影响超导材料超导特性的环境，最常见的就是温度、压力以及能量散射，因此，所谓的环境模拟，主要就是协调这几种因素的强度，找到一个最适合形成超导特性的环境系统。

    这项操作对实验人员的操作技术要求很高，可不是手机贴膜那般简单的工作。

    温度的起伏太快，压力的不均匀甚至不平稳，很有可能导致超导材料难以展现其超导特性，在强电流的条件下，都不用等待几秒的时间，瞬间就能将材料烧毁，改变金属氧化物的完美晶格特性。

    虽然此前已经用其它材料试操作过，但刘峰还是失败了不少次。

    折腾了整整一个上午，他才成功测试出了一块氧化镥的最佳超导环境。

    很明显，最终的结果是相当喜人的，零下45c，9800个大气压——比起锕系元素普遍高达100万个的大气压来说，条件明显‘优惠’了不少，至少，已经拥有了一定的现实应用价值！

    看着手指甲大小的氧化镥材料在灯光下反射着迷人的光辉，再看着躺在仪器上显示的几组数据，刘峰心中不禁感慨:要是知道了这玩意儿是什么，有什么用，怎么用，只怕自己开出上亿美元的价格，都没有人会嫌贵吧

    心猿意马了一小会儿，刘峰将样品收拾好，包括那些剩下的装在药品玻璃瓶当中的材料，也都一个不剩的打包带好。

    初步证实，镧系元素的氧化物是具有超导特性的，而且其条件也并不十分苛刻，虽然依然还达不到让他满意的常温超导状态。

    现在还剩最后一步了。

    那就是将镧系元素与氧元素之间如何构建完美晶格的程序总结出来！

    在崔院士的帮助下，已经总结过锕系元素程序的刘峰，这一次自己操作起来，虽然谈不上多熟练，但也算是基本熟悉了。

    继续对氧化镧材料进行环境模拟，刘峰的动作越发地潇洒娴熟，手中的镊子如臂挥指，将一块指甲盖大小的材料固定在了测试仪器里，然后小心翼翼地关上了盖子，调整实验参数，继续通电。

    还好同属于镧系元素，有了氧化镥的成功经验，加之之前他已经对程序总结出了一个大致的范围，因此氧化镧的受用环境只存在微小的变化。

    再次经过了几次失败之后，完成了最后的环境微操，刘峰依旧不敢大意，心翼翼地通完电，直到电脑屏幕上显示出了最终结果，他才长出一口气，用袖子轻轻擦了下额前的汗水。