第523章 突破77k超導臨界溫度的配方!


  接下來的時間裡,林葉的推導過程變相當順利。

  書房內,只剩下筆尖在紙上急促摩擦的聲音。

  因為有了陳賢輝院士團隊測出來的極低溫自旋漲落數據,當初系統獎勵的【上同調張量重整化群方法】也再次發揮出了相當關鍵的作用。

  他直接將這些數據作為輸入參數,代入到了多體微擾的格林函數之中。

  在這個高維的數學工具下,那些原本在連續積分中會無限膨脹的微觀熱噪聲,被一層層地過濾剝離開來。

  【利用重整化群流方程,消除高能標度的費米面干涉項……】

  【提取低能有效哈密頓量,將自旋向列序參量與晶格軌道的拓撲陳數進行耦合映射……】

  一行行繁複而優美的算式和推導,在草稿紙上不斷地延伸和閉環。

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  整個過程儘管稱上是相當繁瑣,但相比起沒有數據時的那種滯澀感,此時的林葉可謂是甘之如飴。

  最終,大概花費了一個周的時間後,林葉終於在紙上重重地畫下了一個等式。

  完成了!

  林葉放下酸痛的手腕,長長地呼出了一口濁氣,看著紙上最終成型的數學模型,眼神中滿是振奮。  不愧是他,輕鬆拿下!

  通過這組實驗數據,他成功地在數學上搭建起了一座堅固的橋樑,將那個原本孤立的【分數階拓撲自旋-軌道鎖定效應】,與當前學術界主流的高溫超導自旋漲落理論完美地聯繫在了一起!

  而且,通過這套強大的數學分析模型,林葉也徹底弄清楚了,為什麼過去那麼多年,全世界的物理學家都沒能發現這個效應。

  這個效應確實真實存在於所有的高溫超導體中,只不過,就目前學術界發現的那些高溫超導材料當中,這個效應實在是太微弱了!

  微弱到幾乎完全被材料內部雜亂的晶格熱振動給掩蓋了過去。

  這也就導致了它對數據處理的要求相當之高,一般的方法幾乎很難捕捉到它,再加上用不同的實驗儀器、不同的構型去測,測出來的雜音也完全不同,根本抓不到它的核心特徵,大概率都直接被各大課題組的研究員們無視掉了。

  但現在,林葉完成的這個方程,就給出了一條無比清晰的明路。

  如果想要讓這個微弱的拓撲鎖定效應變更加明顯,就必須對超導材料的化學摻雜成分進行改變。

  只有通過特定的元素替換,才能壓制住那些會削弱該效應的晶格噪音。

  而且最關鍵的是,林葉在方程的末尾,又推導出了另外一個更加驚人的正相關結論。

  「如果在材料中,這個分數階拓撲鎖定效應表現越明顯,那麼也就意味著,庫珀對的熱穩定性就越強!」

  而如果要用一個更加通俗易懂的話來說,就是——  這個效應越強,該材料的超導臨界溫度t,就會變更高!

  :

  意識到這一點之後,林葉幾乎是瞬間就從椅子上坐直了身體,心中再次感到了驚嘆。

  他立馬就意識到,在如今的超導材料研發領域,這個成果到底有著多麼重大的意義!

  這意味著,從今往後,全世界各大超導課題組如果想要嘗試提升某種高溫超導材料的臨界溫度,就不需要再像以前那樣如同瞎子摸象了,他們從現在開始,有了一個重要的指向標!

  也就是以調控並放大這個拓撲鎖定效應作為唯一的研發指標,來嘗試合成新型的高溫超導材料。

  要知道,在林葉搞出這個理論之前,整個超導學界是怎麼研發新材料的?

  說句不好聽的,那就是一門純粹的鍊金術。

  儘管通過幾十年的發展,高溫超導領域形成了自旋漲落這一超導理論,對於高溫超導體的合成有了一定的指導意義,但是這種指導也非常有限,完全無法用來預測準確的超導溫度。

  因此,想要合成出更高臨界溫度的高溫超導體,全世界的材料學家們能做的就是在這個框架內碰運氣。

  今天往銅氧化物里加點釔,明天往鐵基材料里摻點氟、加點氧,然後丟進爐子裡燒。

  燒出來之後拿去極低溫下測一測,溫度高了,就歡天喜地發篇頂刊論文;溫度低了,就把廢渣一扔,換個配方繼續瞎燒。  根本沒有人知道,為什麼加了這些元素溫度就會變高這麼多,底層的指導原則在哪裡。

  而現在,林葉做出的這一突破,將徹底終結高溫超導界這種碰運氣的鍊金時代!

  有了這個效應作為路標,超導臨界溫度的提升,將變成一門可以被數學精確指導的嚴謹科學!

  林葉此時的心中,也變越發驚嘆了起來。

  直到這個時候,他才算是弄明白系統獎勵的這個物理效應,其真正的價值所在。

  在此之前,雖然他也很驚喜於這個獎勵,但心中也不免會拿它去和之前系統給的那個【冷態磁流體自絕緣效應】進行一番對比。

  顯然,在最開始的時候,他還是覺後者更牛逼一些。

  而現在他明白了,這個【自旋-軌道鎖定效應】,等同於給了人類一個專門用來優化和探測超導臨界溫度的指南針。

  那麼它的重要性就等於是瞬間躍升了數個檔次。

  現在說這兩個效應的含金量並駕齊驅,絕對沒有任何問題了。

  不過,在短暫的興奮過後,林葉又低頭,順著這個新出的理論模型稍微進行了一下簡單的極限推導。

  很快,他臉上的興奮便稍微收斂了一些。  通過在數學上求極值,他發現即使有了這個效應的精準指示,對於目前已知的各類高溫超導體的優化程度,依然是存在一個物理界限的。

  由於這些基底材料本身的晶格結構限制,一旦它們的超導臨界溫度被提升到某個特定閾值時,這個【拓撲鎖定效應】的放大程度就會迎頭撞上一道數學上的漸近線,再也無法繼續提升了。

  也就是說,這個理論能夠指導的溫度優化極限,基本就卡死在那個閾值附近了。

  :

  這確實讓林葉感到了一絲可惜。

  如果能夠通過無限放大這個效應,直接把臨界溫度拔高到300k左右,那麼他現在甚至都不用繼續往下研究了,直接就能把理論給輸入到【工程推演沙盒】里,然後把常溫常壓超導體的製備工藝給搞出來了。

  「看來,宇宙底層的法則確實沒那麼容易被鑽空子。」

  林葉搖了搖頭,在心裡暗嘆了一聲。

  想要搞出真正的常溫超導,單靠優化現有的銅鐵基材料是絕對走不通的,還是繼續往下深挖,去尋找那個能夠解釋所有超導機制的大一統理論。

  當然,不管如何,在這個階段能夠研究到這種程度,已經完全足夠了。

  相反,雖然再次遇到了新的難題,卻非但沒有打消林葉的積極性,反而越發讓他感到了強烈的求知慾和趣味性。

  他現在是越來越想知道,褪去了所有的表象偽裝之後,超導體的終極本質,究竟是個什麼樣子!  「是時候聯繫陳院士他們了。」

  林葉合上草稿本,準備給陳賢輝院士打個電話,告訴他們這個足以再次改變超導材料學界格局的天大好消息。

  不過,就在他的手即將摸到手機的時候,他的動作忽然頓了一下。

  「既然我已經摸清楚了效應幅值和溫度正相關的數學模型……」林葉的嘴角勾起了一抹笑容,「那在此之前,不如先讓我利用這個模型,反向計算出一種更厲害的鐵基超導材料摻雜配方出來。」

  就拿這個全新配方,作為一個驚喜吧。

  林葉微微一笑,重新拿起筆,對著草稿紙上的一組鐵基晶格參數,開始施展起他的數學鍊金術。

  ……

  一天後。

  早上八點半,林葉踩著點,準時來到了強耦合量子材料物理重點實驗室。

  推開會議室的大門,林葉發現陳賢輝院士和他的整個核心團隊,早就已經在裡面恭候多時了。

  今天早上剛起床的時候,陳賢輝就接到了林葉打來的電話,一聽林葉在那頭說「理論推導已經完成,有了重大突破」,直接就給這位馬上就要六十歲的老院士干精神了。

  他連臉都沒顧上洗,一個電話就把團隊裡的研究員們全從被窩裡薅了起來,火急火燎地趕到了實驗室。  這幫人連早點都是讓學生直接買好送到會議室里對付兩口的,就為了等林葉過來揭曉答案。

  相比之下,林葉倒是從容多,在專家樓的餐廳里舒舒服服地吃了一頓豐盛的早餐後,才慢悠悠地溜達過來。

  「陳院士,各位早啊。」

  走進會議室,看著齊刷刷望向自己的一雙雙眼睛,林葉笑著打了個招呼。

  「林教授早!快請坐!」陳賢輝趕緊起身迎了一下,其他人也都紛紛客氣地回應著。

  :

  大家雖然嘴上寒暄著,極力保持著作為學者的矜持沒有開口催促,但林葉一眼就看出了他們神情中透出來的那種急不可耐。

  林葉也不賣關子,笑了笑,走到會議桌最前方的白板前站定。

  「多餘的廢話我就不說了,大家時間寶貴,我們直接進入正題。」

  林葉雙手撐在桌面上,目光掃過眾人,擲地有聲地說道:「通過對各位幫我測出來的那些數據進行分析後,最終,我發現了一個隱藏在所有高溫超導體底層機制中的物理效應。」

  此話一出,整個會議室瞬間安靜了下來。

  緊接著,包括陳賢輝在內,所有人的臉上都浮現出了震驚的神色。  「林教授……你說什麼?隱藏在所有高溫超導體中的底層效應?!」劉志副教授猛地瞪大了眼睛,急忙追問,「這到底是個什麼效應?!」

  林葉轉過身,拿起白板筆,笑著說道:「我給這個效應的命名是——【分數階拓撲自旋-軌道鎖定效應】,當然,為了平時交流方便,大家可以簡單地稱呼它為【自旋-軌道鎖定效應】。」

  說罷,林葉也不管底下眾人那充滿求知慾的眼神,直接開始板書起來。

  「為了讓大家更直觀地理解,我先從你們給我的那組初始數據開始,簡單展示一下這個效應在數學上的映射過程。」

  唰唰唰——

  伴隨著板書聲,林葉開始了他那行雲流水般的數學推導展示。

  【設鐵基超導體的微觀晶格格林函數為(k,),引入非阿貝爾規範場下的自旋漲落算符……】

  【通過上同調張量重整化群流方程,對高頻熱噪聲進行降維剔除……】

  【最終出拓撲不變量陳數與相變臨界參數的耦合極值……】

  僅僅過了不到五分鐘。

  會議室里,剛才還激動滿面紅光,準備見證歷史的這幫科大物理專家們,此時看著白板上那些猶如天書般不斷蔓延的張量微積分和高維流形符號,集體陷入了懵逼之中。

  我是誰?  我在哪?

  我坐在這裡幹什麼?

  幾個年輕點的博士後和研究員面面相覷,兩眼一陣發直。

  他們平時天天跟真空泵和燒結爐打交道,雖然也懂微積分和基礎量子力學,但林葉現在寫的這些東西,那是純正的現代前沿數學!

  根本就不是給人看的!

  眾人忍不住將求助的目光投向了坐在最前面的陳賢輝院士,眼神里的意思很明顯:老闆,您管管啊?趕緊讓他說人話啊,這誰特麼能聽懂啊?

  然而,此時的陳賢輝院士也是看一個頭兩個大,額頭上都快流出汗來了。

  :

  他雖然是實驗方面的大牛,但是也不排斥理論,只是面對林葉這種級別的數學推導,他想要跟上節奏也是一件無比困難的事情。

  這位林教授在純理論推導上的能力,完完全全超出了他們這些搞實驗的人太多。

  面對手下人投來的絕望目光,陳賢輝也只能苦笑著搖了搖頭,回了一個愛莫能助的眼神。

  忍著吧,先聽著。  人家林教授現在明顯是正在興頭上,屬於是在展示自己最為驕傲的學術推演過程,他們這個時候要是出聲打斷,未免有些不禮貌了。

  於是乎,這幫國內頂尖的超導實驗專家們,只能硬著頭皮,坐在椅子上如坐針氈地聽了下去。

  在這漫長的半個鐘頭裡,他們只覺自己的大腦仿佛都在被數學強姦。

  終於,足足講了半個小時後。

  「……通過上述的連續映射,最終,我們就能推導出這個公式。」

  林葉在白板的右下角重重地畫上了一個方框,圈出了那個精簡而優美的數學等式。

  他轉過頭,看著滿臉呆滯的眾人,意猶未盡地笑了笑。

  雖然知道他們大概率聽不懂,但自己費了這麼大勁推導出來的東西,總拿出來展示一下吧,這算是他作為一個數學家的執念。

  「咳咳……」

  此時在座的一堆人基本上都已經被剛才那一番不可名狀的推導給弄迷糊了。

  還是陳賢輝院士的定力最強,他猛地掐了一下大腿讓自己回過神來,趕緊趕在林葉繼續開展下一段數學推導之前,出聲道:「林教授,您的數學推導……實在是太精妙了!」

  「不過……您能直接給我們總結一下,這個方程,或者說這個【自旋-軌道鎖定效應】,它在物理現實中到底有什麼具體意義嗎?」  聽到這個問題,林葉放下了白板筆。

  「它的物理意義很簡單。」

  林葉看著眾人,收起了笑容,語氣變無比鄭重。

  「第一,這意味著我們已經可以徹底證明,所有的高溫超導材料,都存在這個效應,這也就意味著,所有的高溫超導體,絕對可以被納入同一個框架下完成解釋!」

  不待眾人反應過來,林葉就繼續說道:「第二,在方程中,我們能夠發現這個鎖定效應的幅值,和超導體的臨界溫度,是一個正相關關係。」

  「也就是說,我們在實驗中,只要通過調控材料成分,讓這個效應表現越明顯,把那些削弱它的噪音降越低,這種材料的超導臨界溫度,就會變越高!」

  轟!

  此話一出,會議室里剛剛還被數學折磨頭昏腦漲的眾人,瞬間全都被震驚徹底清醒了過來。

  「林教授,您的意思是……這個效應,可以用來精確指導合成更高臨界溫度的超導體?!」劉志副教授激動直接站了起來,聲音都差點破音了。

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  他們這些天天和高溫超導體打交道的人,都知道想要提升現如今那些高溫超導體的臨界溫度有多麼困難。

  那完全屬於買彩票的中獎概率。  而如果林葉完成的這個成果真的有這種作用的話,那豈不是等於說,他們以後再想要尋找更高臨界溫度的超導體,就相當於擁有了一個臨界溫度指南針?

  看著眾人那震撼到無以復加的表情,林葉微微一笑。

  「沒錯。」

  林葉雙手撐在會議桌上,目光掃視過現場的一堆專家們,宣布了最後的一個重磅消息,也就是他專門準備的那個驚喜。

  「事實上,在來實驗室之前,我已經成功基於這套理論模型,計算出了一種全新的鐵基材料摻雜配方。」

  「只要按照我的這個配方去燒結……」

  林葉頓了頓,一字一頓地說道:「我預計,它的超導臨界溫度,將打破目前鐵基超導的極限,直接突破77k以上!」

  話音落下。

  整個會議室瞬間陷入了死一般的寂靜。

  陳賢輝院士、劉志,以及在場的所有研究員,全都瞪直了眼睛,仿佛連呼吸都停止了,徹底陷入了前所未有的震撼之中!

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