Zhao Zhongxian ve yüksek sıcaklık süperiletkenliğiUlusal Bilim ve Teknoloji Ödülleri Konferansı
9 Ocak sabahı Pekin'de Ulusal Bilim ve Teknoloji Ödülleri Konferansı düzenlendi.Çin Bilimler Akademisi Fizik Enstitüsü'nden Akademisyen Zhao Zhongxian 2016 Ulusal En Yüksek Bilim ve Teknoloji Ödülü'nü kazandı.ÇKP Merkez Komitesi Genel Sekreteri, Devlet Başkanı ve Merkezi Askeri Komisyon Başkanı Xi Jinping, ödülü Akademisyen Zhao Zhongxian'a verdi.
Zhao Zhongxian, Çin'de yüksek sıcaklık süperiletkenlik araştırmalarının ana savunucusu, destekçisi ve uygulayıcısıdır.Çin'de yüksek sıcaklık süperiletkenlik araştırmalarının kurulmasına önemli katkılarda bulunmuştur ve uluslararası ön saflarda yer almaktadır.Yüksek sıcaklık süperiletkenlik araştırmalarının kurucularından biridir. -Ülkemdeki sıcaklık süperiletkenlik araştırması Yeni Çin tarafından yetiştirilen bilim adamlarının seçkin temsilcilerinden biri.
sihirli süper iletken
Süperiletkenlik (tam adı süperiletkenlik), sıcaklık belirli bir kritik değerin (yani süper iletken kritik sıcaklık) altına düştüğünde bazı malzemelerin direncinin aniden kaybolması olgusunu ifade eder. Bu özelliğe sahip maddelere süperiletken denir.
Belki bilmiyorsunuzdur, süperiletkenlik her yerdedir: Hastanelerde kullanılan 1.5T ve 3T MRI makinelerinin temel bileşenleri 1,5 Tesla (manyetik indüksiyon ölçüm birimi) veya 3 Tesla'dır.Manyetik iletkenler; binlerce yüksek- Kuzey Amerika'daki cep telefonu baz istasyonlarında kullanılan sıcaklık süper iletken filtreler, geleneksel baz istasyonlarına kıyasla iletişim kalitesini büyük ölçüde artırır; 2012'de "Tanrı Parçacığı"nın keşfedildiği CERN'deki büyük çarpıştırıcıda, on kilometre uzunluğundaki birkaç süperiletken ivme halkası ve birkaç kat yüksekliğindeki çoklu süperiletken dedektörler en kritik bileşenlerdir...
Süperiletkenliğin parlak uygulama beklentileri vardır. Almanya, termal olarak işlenmiş alüminyumun güç dönüşüm verimliliğini %30 artırmak için yüksek sıcaklıkta süper iletken mıknatısların girdap akımı ısıtma teknolojisini kullanıyor. Süperiletken teknoloji yaygın olarak kullanıldığında, insanlık için önemli faydalar yaratacaktır. Japonya, saatte 500 kilometre hıza ulaşacak süper iletken maglev trenlerini kullanarak yeni Shinkansen'i 2027'de çalıştırmayı planlıyor.
Saf bilimde, günümüzde fizik alanında en önemli sınır konularından biri olan süperiletkenlik, sayısız bilim insanının da dikkatini çekmiştir. 1911'de süperiletkenliğin keşfinden bu yana, süperiletkenlik üzerine çalışan 10 bilim adamına 5 Nobel Ödülü verildi.
Aslında, 1911'den beri, süperiletkenlik araştırmalarındaki en önemli iki soru şuydu: Daha yüksek kritik sıcaklıklara sahip ve uygulamalar için daha uygun süperiletkenler nasıl bulunur? Süper iletkenler neden süper iletkendir? Sayısız seçkin bilim adamı geçmişi takip etti ve Zhao Zhongxian, sıradan ve olağanüstü olanlardan biri.
genç bilimsel rüya
Lise yıllarında Zhao Zhongxian, ülkenin "bilimde ilerleme" çağrısından derinden etkilendi. Bir Sovyet dergisinden "Big Brother" ile ilgili uydular, roketler, yarı iletkenler ve daha fazlası gibi birçok yeni gelişme öğrendi. Bu, Zhao Zhongxian'a bilime güçlü bir ilgi ve Çin'i bilimsel ve teknolojik bir güç yapma arzusu verdi.
Liseden mezun olduğunda, Zhao Zhongxian başlangıçta anavatan için mineral kaynakları bulmak için jeoloji dalında anadal yapmak istedi, ancak fizik muayene sırasında düztaban olarak yanlış teşhis edildi ve başvuru için uygun değildi. Kazakistan'da askeri sanayi sınavına girmek istedim ama Sağlıkta Büyük Sıçrayış'a karşı olmakla suçlandığım için kayıt olma fırsatını kaybettim. Müdür yardımcısına (yarı zamanlı başöğretmen) siyasi performansını bildirirken, tesadüfen bir kabul prospektüsünden etkilendi.Bazı öğrencilerin "ilhamı" altında, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'ne başvurmaya karar verdi. Pekin. okuldur.
1959'da üniversite girişi (Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Yuquan Yolu, Pekin'in konferans salonunun önünde)
1959'da Zhao Zhongxian, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Teknik Fizik Bölümü'ne kabul edildi, 1964'te mezun oldu ve Çin Bilimler Akademisi Fizik Enstitüsü'ne atandı. 50 yılı aşkın bir süredir anavatanda bilimin geleceği için parlak bir vizyonla çalışıyor.
cesur genç adam
Zhao Zhongxian hızla Fizik Enstitüsünde ortaya çıktı ve Enstitünün eğitime odaklandığı genç bir yetenek haline geldi.
Fizik Enstitüsü, Yeni Çin'deki süperiletkenlik araştırmalarının doğum yeridir.Zhao Zhongxian, laboratuvarın yöneticisi Bay Hong Chaosheng'in de süperiletkenlik araştırmalarıyla meşgul olan araştırma grubunun lideri olduğu araştırma grubuna atanmıştır. Kültür Devrimi'nin başlamasından sonra, süperiletkenlik araştırması büyük ölçüde etkilendi ve temel araştırmaların çoğu durmak zorunda kaldı.İş lideri olarak genç Zhao Zhongxian, çeşitli ulusal savunma görevlerine katıldı ve tamamladı.
1973 yılında, Başbakan Zhou'nun talimatlarını takiben, bir grup genç öğrenci ve akademisyen yurt dışına eğitim almaya gönderildi.Zhao Zhongxian, kadro okulundan geri çağrıldı.1974'te, daha ileri çalışmalar için İngiltere'deki Cambridge Üniversitesi'ne gitti ve dünyanın süperiletkenlik araştırmalarının ön saflarına maruz kaldı. 1975'te Çin'e döndükten sonra, Zhao Zhongxian "yüksek kritik sıcaklık süper iletkenlerini" ("yüksek sıcaklık süper iletkenleri" olarak anılır) keşfetmeyi önerdi.
Cambridge Üniversitesi'nde 1975 Bahar Şenliği
Sözde "yüksek sıcaklık süper iletkeni", kritik sıcaklığı 40K'nın üzerinde (yaklaşık eksi 233 santigrat derece) olan bir süperiletken anlamına gelir. 1972'de Nobel Ödülü'nü kazanan BCS'nin teorik hesaplamasına göre McMillan, maksimum süperiletken kritik sıcaklığın 40K'yı geçme olasılığının düşük olduğuna inanıyordu.
Araştırma, iletişim ve dikkatli düşünmenin ardından Zhao Zhongxian, birkaç teorisyen tarafından uluslararası çapta yaygın olarak tanınan klasik teorilerden türetilen McMillan sınırına karşı önerilen meydan okumayı desteklemektedir. 1977'de "Fizik" dergisinde kendi bakış açısını açıklamak için bir makale yazarak, yapısal faz geçişi olmadan yapısal kararsızlığın kritik sıcaklığı 40-55K'ya çıkarabileceğini belirtti ve ardından karmaşık yapıların ve yeni mekanizmaların 40'a ulaşabileceğini öne sürdü. -55K bazı durumlarda 80K.
O zaman, diğerleri Zhao Zhongxian'ın çok cesur olduğunu düşündü. Fiziksel araştırmalarda düşük sıcaklıklar genellikle sıvı helyum ve sıvı nitrojen ile elde edilir. Sıvı nitrojen yalnızca minimum 77K değerine ulaşabilir, bu nedenle kritik sıcaklığı 40K'dan düşük olan süper iletkenler ancak düzinelerce kat daha pahalı olan sıvı helyum ile çalışılabilir. 1958'deki "İleriye Büyük Sıçrayış" döneminde Çin, sıvı helyum olmadan süperiletkenliği inceleyemedi. O dönemde atmosferden etkilenen araştırma uzun bir süre ileriye doğru bir sıçramaydı ve amaç 77K'yı aşan "sıvı nitrojen sıcaklık bölgesi süperiletkeninden" "ileri sıçramak"tı ve sonuçlar hayal edilebilirdi. Böylece, 20 yıllık bir aradan sonra, Zhao Zhongxian bir kez daha 80K sıvı nitrojen sıcaklığında süper iletkenlerin de var olabileceğini öne sürdüğünde, herkesin hâlâ devam eden korkuları vardı.
Bununla birlikte, Zhao Zhongxian, o zamanlar çok az sayıda "geri dönen yetenek" olarak hala destek aldı ve ülke çapında "yüksek kritik sıcaklık süper iletkenlerini keşfetme" araştırmasını organize etmeye ve teşvik etmeye başladı. 1986 yılı sonunda 6 seminer düzenlemiştir. Koşullar yatakta farelerle savaşmak zorunda kalacak kadar zor olmasına rağmen, yavaş yavaş etrafında benzer düşünen bir grup meslektaşı vardı.
Biriktirin ve bir gişe rekorları kıran yapın
Zhao Zhongxian'ın kendisi, sadece birkaç ay içinde Fizik Enstitüsü'ndeki sıradan bir araştırmacıdan uluslararası fizik camiasında Çin'i temsil eden bir sembole dönüştüğünü asla hayal etmemişti.
1986'da Avrupalı bilim adamları Bodenoz ve Müller, lantan-baryum-bakır-oksijen sisteminde 35K süperiletkenliğin olası varlığı üzerine bir çalışma yayınladılar. O zamanlar, bazı uluslararası süperiletkenlik araştırmacıları başka bir makaleye dikkat ediyorlardı (daha sonra bunun bir yanlış olduğu kanıtlandı) ve Zhao Zhongxian ve birkaç başka bilim adamı Birdenots ve Mueller'in makalesiyle ilgilenmeye başladı. Bu makalede bahsedilen "Yang-Taylor" etkisi, Zhao Zhongxian'ın 1977 tarihli "yapısal faz geçişi olmadan yapısal kararsızlığın yüksek süperiletken sıcaklığa yol açtığı" makalesinde yankılandı ve onu hemen bir ekip kurmaya sevk etti. süperiletkenler nispeten basit bilimsel araştırma koşulları altında başladı.
1986'nın sonunda, Zhao Zhongxian'ın ekibi ve birkaç uluslararası ekip, lantan-baryum-bakır-oksijen sisteminde McMillan sınırını neredeyse aynı anda aştı ve 40K'nın üzerinde yüksek sıcaklıklı bir süper iletken elde etti. Bir süredir dünya fizik camiasının sarsıldığı söylenebilir ve geleneksel teorilerin çöküşü "Pekin Zhao"nun uluslararası üne sahip bilimsel dergilerde birçok kez yer almasına neden olmuştur.
Bu buluşta, Zhao Zhongxian'ın ekibi ayrıca, 77K sıvı nitrojen sıcaklık aralığından çok da uzak olmayan 70K'da süper iletkenlik belirtileri buldu. Ne yazık ki, yabancı araştırma grupları aynı sistemde 70K belirtileri görmediler.
O zamanlar kimse 70K işaretlerini tekrarlayamadığından, bazı denizaşırı bilim adamları Çin'in sonuçlarını sorguladı, baskı için mektuplar ve telefonlar yazdı. Zhao Zhongxian ve diğerleri, adı "aynı sistemin" sadece aynı temel kimyasal orana sahip olduğunu, ancak gerçek bileşenlerin farklı olduğunu fark ettiler.Deneysel numunelerinde kullanılan hammaddeler, 1956 yılında bir kamu-özel ortak girişim fabrikası tarafından üretildi, hangi birçok safsızlık içeriyordu. Bu onlara, 70K belirtilerinin ortaya çıkmasında safsızlıkların da rol oynayabileceğini not etme konusunda ilham verdi. Daha sonra aktif olarak "saf olmayanları sokmaya" başladılar. Baryumun stronsiyumla ikame edilmesinin 70K üreme belirtileri göstermemesi üzerine, "baryum bazlı, çok fazlı sistemlerde lantan yerine itriyumun değiştirilmesi" planı belirlendi ve uygulandı.19 Şubat 1987'de gece yarısı, ekipleri sahadaydı. baryum-itriyum - Bakır-oksijen içinde kritik sıcaklığı 93K olan bir sıvı nitrojen sıcaklık bölgesi süper iletkeni keşfedildi.24 Şubat 1987'de Çin Bilimler Akademisi Matematik ve Fizik Bölümü, keşfi duyurmak için bir basın toplantısı düzenledi ve element bileşimini dünyada ilk kez duyurdu. 25'inde "People's Daily", dünyanın dört bir yanındaki büyük haber ajansları tarafından yeniden basılan haberi bildirdi ve dünyada sıvı nitrojen sıcaklık bölgesinde bir süper iletken kasırgası patladı. Zhao Zhongxian'ın grubu 1989'da Ulusal Doğa Bilimleri Grubu Ödülü'nün birincilik ödülünü kazandı ve aynı zamanda bir ekip temsilcisi olarak Üçüncü Dünya Bilimler Akademisi Fizik Ödülü'nü kazandı.
1987 yılında Fizik Enstitüsü, Bina A'daki laboratuvarın önünde YBCO yüksek sıcaklık süper iletkenliği üzerine makalenin tüm yazarlarıyla birlikte grup fotoğrafı
Zhao Zhongxian ve arkadaşlarının sonuçları uluslararası akademik camianın dikkatini çekmiştir. 93K süperiletkeninin keşfi, Berdnows ve Müller'in "Kuprik oksitlerde 35K süperiletkenlik olasılığı" makalesinin önemini vurguladı ve 1987'de Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı. Bu amaçla ödül bülteninde Çin'in çalışmalarından da bahsedildi. Bairdnorz, "Profesör Zhao ve meslektaşlarının araştırma başarıları dünyaca ünlüdür ve onlara dünya bilim ve teknolojisinin gelişimine ve süperiletkenlik araştırmalarına önemli katkılarından dolayı minnettarım" dedi.
Eylül 1987'de, Üçüncü Dünya Bilimler Akademisi Başkanı Salam, Büyük Halk Salonu'nda TWAS Ödülü'nü aldı.
Zhao Zhongxian ve diğerlerinin çalışmaları, Çin fizik camiasının uluslararası statüsünü büyük ölçüde iyileştirdi. 1987'de Zhao Zhongxian, American Physical Society'nin Mart toplantısına beş davetli konuşmacıdan biri olarak katıldı. Çinli bilim adamlarının o dönemde dünyada böyle bir tedavi görmeleri son derece nadirdi. Bu konferans daha sonra "fizik rock festivali" olarak tanındı - yüksek sıcaklıkta süperiletkenlikteki buluştan etkilenen fizikçiler salonu doldurdu ve çılgınlık yedi saatten fazla sürdü. 1987'deki Mart toplantısı, Çinli fizikçilerin dünyadaki yüksek sıcaklık süperiletkenlik araştırmaları aşamasına adım attığını gösterdi.
1987'de temsilci grup, Amerikan Fizik Derneği'nin Mart toplantısında rapor veren beş özel konuşmacıdan biriydi.
Başka bir başarı
1987'deki dehadan sonra, Zhao Zhongxian 20 yıl boyunca kendini araştırmaya adadı ve sonunda Çin ekibinin yeniden dünya yükselişine öncülük etmesine öncülük etti.
1988 yılında ofiste
1987'deki başarılarından sonra, birçok ödül ve onur ödülü almasına rağmen, Zhao Zhongxian kendinden geçmedi. Enstitüdeki meslektaşlarına söyleyip duruyordu: Ben sadece sıradan bir insanım ve yaptığım kendi işim. Onur ülkeye aittir, başarılar kollektife aittir ve ben bunun sadece bir parçasıyım. Vicdanlı ve yüksek sıcaklıkta süper iletkenlik konusundaki araştırmalarına devam etmeye kendini adamıştır.
1992 civarında laboratuvarda çalışmak
Yine bu dönemde, bu "sıradan insan" akademik düşüncelerini gerçekçi bir şekilde daha da yoğunlaştırdı ve yavaş yavaş geliştirdiği yeni akademik düşünceler ikinci atılımın temeli oldu. Bu süre zarfında, süperiletkenliğin gelişimini de destekledi ve bir grup yeteneği geliştirdi. Zhao Zhongxian ve Chen Liquan, Ulusal Süperiletkenlik Laboratuvarı'nı (şimdi Devlet Anahtar Süperiletkenlik Laboratuvarı) kurmayı Devlet Konseyine birlikte önerdiler ve onay aldılar.Zhao Zhongxian, ilk laboratuvarın yöneticisi olarak görev yaptı. Şu anda, Devlet Anahtar Süperiletkenlik Laboratuvarı, dünyada lider bir süperiletkenlik araştırma üssü haline geldi ve çok sayıda mükemmel süperiletkenlik araştırma yeteneği yetiştirdi.
Göz açıp kapayıncaya kadar 20 yıl geçti. 2008'de Japon bilim adamı Hosono, lantan-oksijen-demir-arsenik sisteminde 26K süper iletkenliğin varlığını bildirdi ve Zhao Zhongxian'ın yeni "çoklu etkileşimli dörtgen katmanlı bir yapıya sahip bir sistemde yüksek sıcaklık süper iletkenliği" fikri tutarlıydı, ve bu demir-arsenik bileşikleri sınıfının (daha sonra "demir bazlı süper iletkenler" olarak anılacaktır) muhtemelen yeni bir yüksek sıcaklık süper iletkeni olduğunu hemen fark etti. Aslında, Zhao Zhongxian, 1994 yılında aynı yapıya sahip, ancak demir içermeyen nadir toprak-bakır-selenyum-oksijen sistemini inceledi.
Zhao Zhongxian, hafif nadir toprak elementi ikamesi ile birlikte yüksek sıcaklık ve yüksek basınç sentezi için bir şema önerdi ve ekibin, demir bazlı süper iletkenlerin kritik sıcaklığını hızla 50K'nın üzerine çıkarmasına, 55K rekoru oluşturmasına ve bugüne kadar sürdürmesine yol açtı. Rehber aile önemli kanıtlar sağladı. Yüksek sıcaklık süperiletkenlik araştırmaları alanında ikinci atılımı gerçekleştirdi. Bu dönemde, 67 yaşında, gençleri üç kez neredeyse bir gecede çalışmaya yönlendirdi ve en kritik üç makaleyi erken aşamada tamamladı. Daha sonra, makalelerden birinin yabancı meslektaşlarından sadece bir gün önce yayınlandığı öğrenildi.
Zhao Zhongxian'ın demir bazlı süperiletkenlik araştırması yurtiçinde ve yurtdışında büyük beğeni topladı. Amerikan "Science" dergisi, Zhao Zhongxian'ın grubunun çalışmalarını üç kez bildirdi ve "Yeni süperiletken Çinli fizikçileri ön plana itiyor" başlıklı bir makalede Zhao Zhongxian'ın grubunun katkısını tam olarak doğruladı. Zhao Zhongxian'ın grubunun sonuçları, "40K'nın üzerindeki demir bazlı yüksek sıcaklık süper iletkenlerin keşfi ve bazı temel fiziksel özellikler üzerine araştırma"nın önemli bir parçası olarak, 2013 Ulusal Doğa Bilimi Ödülü'nün birincilik ödülünü kazandı.
50 yıldan daha uzun bir süre önce, genç Zhao Zhongxian, bavuluyla yalnız başına Pekin'e geldiğinde, Çin'de süperiletkenlik üzerine araştırmalar daha yeni başlamıştı ve yüksek sıcaklıkta süperiletkenlik bile bir hayaldi. Bugün, dünya lideri bir Çinli yüksek sıcaklık süperiletkenlik araştırma ekibi bu genç adam Zhao Zhongxian'ın etrafında toplandı ve Çin'in yüksek sıcaklık süperiletkenlik araştırması dünyanın ön saflarında yer aldı.
Zhao Zhongxian, onlarca yıldır ülkemin yüksek sıcaklık süperiletkenlik araştırmalarının dünya liderliğine yetişmesinin tarihsel sürecinde, ana savunucusu, destekçisi ve uygulayıcısıdır. Özverili bir özveri ruhuna ve dünya lideri başarılara sahiptir ve Çin Halk Cumhuriyeti tarafından yetiştirilen bilim adamlarının seçkin bir temsilcisidir. Çin'de kök salan ve dünyanın ön saflarında yer alan yüksek sıcaklık süperiletkenliği araştırmalarına önemli katkılarda bulunmuştur.
Bugün, Çin'de bilim ve teknoloji alanındaki en yüksek onuru simgeleyen en yüksek ulusal bilim ve teknoloji ödülü, yalnızca olağanüstü katkılarından dolayı değil, aynı zamanda genç bilim insanlarının nesiller boyu devam etmesi beklentisiyle Zhao Zhongxian'a verildi. ondan etkilenerek öncekilere dayanarak daha fazla ilerleme kaydedebilecektir.Gelecekte yüksek sıcaklık süperiletkenliğinde üçüncü atılımda yeni başarılara imza atacak ve anavatanda bilim ve teknolojinin gelişmesine katkıda bulunacaktır.
(Yazıdaki resimlerin bir kısmı Xinhua Haber Ajansı muhabiri Jin Liwang tarafından çekildi)
