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新华网:空缺三年,铁基超导研究问鼎国家自然科学一等奖

来源:新华网

新华网北京1月10日电(记者余晓洁、吴晶晶、顾瑞珍)连续三年空缺之后,象征国家基础研究领域自主创新能力的国家自然科学一等奖等来了它的新主人。
    10日,以赵忠贤、陈仙辉、王楠林、闻海虎和方忠为代表的中国科学院物理研究所和中国科学技术大学研究团队凭借“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”,把2013年度国家自然科学一等奖收入囊中。
    “自然科学奖以关注基础研究,强调原始创新著称。物理所和中科大有着良好的基础研究传统和历史积淀。研究团队多年来专注于超导研究,在坚守中创新,在创新中突破,得奖绝非偶然。”物理所所长王玉鹏说。早在1989年,物理所赵忠贤等科研人员凭借“液氮温区氧化物超导体的发现及研究”就曾获得国家自然科学一等奖。
    什么是超导?铁基超导体的发现有何重大意义?中国人在此领域居于什么样的国际地位?超导怎样改变人类的生产生活?新华社记者带着“问号”走近铁基超导研究团队。
    “超导是一个充满挑战与发现的领域。从1911年荷兰物理学家卡麦林·昂尼斯在汞研究中偶然发现超导电性算起,超导研究历经百年,魅力不减。”赵忠贤说。
    超导,即超导电性,指当某种材料处于一定的温度等条件下,电流可以在其中无阻地流动。具备这种特性的材料叫超导体。它有两个基本性质:零电阻和抗磁性。物理学家麦克米兰根据传统理论计算推断,超导体的转变温度不能超过40K,约零下233摄氏度。这个温度被称为麦克米兰极限温度。
    1986年,欧洲科学家发现了35K铜氧化物超导体。很快包括中国科学家在内的研究团队将铜氧化物超导体的临界转变温度提升到液氮温区以上,突破了麦克米兰极限温度,使其成为高温超导体。上世纪90年代以后,国际物理学界认为铜氧化物超导体已被挖掘殆尽,相关研究进入瓶颈,不少研究人员转到其他领域。这时物理所顶着“没有好文章”的压力坚持高温超导研究。中科大超导研究所超导研究团队也继续默默耕耘。
    2007年王楠林、陈根富等开始尝试生长镧氧铁砷单晶样品。2008年初,日本化学家细野提出在掺氟的镧氧铁砷中存在转变温度为26K的超导电性。
    基于多年的积累,中国科学家此时作出科学判断,认为镧氧铁砷不是孤立的,类似结构的铁砷氧化物中很可能存在高温超导特性,必须抓住机遇,全力以赴!随后,中国的铁基超导研究成果势如井喷。首先发现转变温度40K以上的铁基超导体;随后发现一系列的转变温度在50K以上的铁基超导体,并创造55K的世界纪录……
    “‘40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究’的科学意义在于,首次突破麦克米兰极限温度,确定铁基超导体为新一类高温超导体;合成系列铁基高温超导体并确认为第二个高温超导家族,创造并保持55K铁基超导体临界温度的最高纪录。”陈仙辉说。
    中国科学家在铁基超导领域的突破震动了世界物理界,入选《科学》杂志“2008年度十大科学突破”、美国物理学会“2008年度物理学重大事件”。《科学》还刊发了“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的专题评述。
    超导是战略性技术储备之一,它已经并将继续改变人类的生产生活。比如,高温超导滤波器应用于手机,明显改善了通信信号;使用超导磁体的磁共振成像仪器为医生诊断病人病情提供准确依据;具备体积小、效率高、无污染等优点的世界上首个示范性超导变电站已在我国投入使用……
    “中国嫦娥三号探测器不久前成功登月,中国科学家未来完全有可能利用月夜低温作超导实验。事实上超导早已在卫星通讯等航天领域得到应用。”赵忠贤说。
    国际上,先后有5次10人因为在超导领域的重大研究发现获得诺贝尔物理奖。
    在回答对于记者关于“超导研究是否是中国科学家离诺贝尔奖最近的地方”的提问时,赵忠贤说:“得什么奖不是科学探索的原动力。科学研究是一个水到渠成、水涨船高的过程。你有一批人找对了方向,踏踏实实坚持不懈努力,总会获得有益于人类的发现。”

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