燕京大学,物理学院,“秦之队”专属实验室。
自从秦风石破天惊地提出了那足以颠覆整个磁通钉扎领域的“量子围栏”理论之后,整个“秦之队”便如同打了鸡血一般,再次投入到了更为紧张、也更为烧脑的科研攻关之中。
理论组的钱理群副教授和张伟博士,几乎是把铺盖卷都搬到了办公室,废寝忘食地推演着各种“量子围栏”的数学模型,计算着不同势阱结构参数下的磁通钉扎效率,试图从理论层面为实验探索提供最精准的导航。
材料组的林婉清博士,则带领着她的“娘子军”,在秦风“物质重构原理”的暗中“点拨”下,尝试着各种匪夷所思的“原子级雕刻”和“分子级缝合”技术,力求在“墨子一号”的微观世界里,构建出那些理论上能够“囚禁”磁通线的纳米级周期性势阱结构。
而负责实验验证和工艺探索的赵铁柱工程师、李浩和陈静,更是忙得脚不沾地。他们一边要配合理论组和材料组,对新制备出来的、结构各异的“量子围栏”样品进行性能测试,一边还要不断地对实验室的各种“神仙设备”进行升级改造,以满足那些越来越“变态”的实验条件要求。
然而,科学的道路,从来都不是一帆风顺的。
尽管秦风提出的“量子围栏”理论在逻辑上堪称完美,其预期的效果也足以让所有人为之疯狂,但在最初的实验探索阶段,团队却遭遇了前所未有的困难。
那些在理论模型中看起来“坚不可摧”的纳米势阱,在实际材料中,要么因为制备工艺的限制而难以精确成型,要么就是因为材料本身的复杂性而与周围的晶格产生各种意想不到的相互作用,导致其对磁通线的束缚效果大打折扣。
连续半个多月的尝试,上百个不同结构参数的样品,测试结果……依旧不尽如人意。
虽然相比于最初的“墨子一号”块材,这些经过“量子围栏”初步改造的样品,在强磁场下的性能有了一些改善,但距离系统任务要求的“临界电流密度提升至少100倍”的目标,还差着十万八千里。
实验室内的气氛,也渐渐从最初的亢奋与期待,变得有些沉闷和焦虑。
“秦哥,这……这‘量子围栏’,听起来是牛逼,但做起来……也太特么难了吧!”这天深夜,李浩拖着疲惫的身体,从强磁场测试间里走了出来,一屁股瘫坐在椅子上,有气无力地对依旧在伏案工作的秦风抱怨道,“咱们这都快把实验室的原子给盘包浆了,那Jc还是上不去!我是不是……又把实验给搞砸了?”
他今天负责测试的是一批由林婉清博士团队最新制备的、号称采用了“基于DNA折纸术引导的自旋轨道耦合量子点阵列”的样品,听名字就充满了“诺奖级”的科幻感,但测试结果……依旧是“该失超还是失超,一点面子都不给”。
秦风放下手中的笔,揉了揉有些发胀的太阳穴,端起旁边那杯早已凉透了的浓茶喝了一口,微笑着说道:“浩子,别这么悲观嘛。科学研究,本就是一场充满了未知与意外的探险。我们现在遇到的困难,恰恰说明,我们正在触摸到这个领域最核心、也最坚硬的壁垒。每一次的失败,都是在为我们积累宝贵的经验,让我们离最终的成功更近一步。”
“再说了,”秦风的嘴角勾起一抹神秘的笑容,“有时候,真正的突破,往往就隐藏在那些看似不起眼的‘意外’之中。说不定,我们苦苦追寻的‘屠龙宝刀’,其实就掉在某个被我们忽略了的角落里呢?”
“意外?角落?”李浩听得是一头雾水,完全不明白秦风这话是什么意思。
就在这时,负责整理实验记录和清洁实验室的陈静,拿着一块沾染了些许污渍的无尘抹布,走了过来,有些不好意思地对李浩说道:“浩子,你刚才测试的那块样品,表面好像沾了点东西,我用……用这块抹布稍微擦了一下,不会影响测试结果吧?”
那是一块实验室里最常见的蓝色超细纤维无尘抹布,因为经常用来擦拭各种实验器皿和样品台,上面不可避免地会沾染上一些实验室常用的有机溶剂,比如丙酮、乙醇、异丙醇之类的。
李浩看了一眼那块抹布,又看了看陈静手中那块刚刚被擦拭过的、黑黝黝的“墨子一号”样品,不以为意地摆了摆手:“嗨,多大点事儿啊!咱们这材料,皮实着呢!别说用抹布擦擦了,就是用84消毒液泡一泡,估计都坏不了!再说了,反正测试结果也那样了,还能差到哪儿去?”
他嘴上虽然这么说,但还是按照标准流程,将那块被陈静“污染”过的样品,重新放回了样品台上,准备进行下一次的循环测试,主要是为了验证仪器的稳定性和数据的可重复性。
然而,就是这个看似无心的举动,却在几分钟后,引发了一场意想不到的“化学反应”!
“卧槽!!!”
一声比之前任何一次都要响亮、都要震惊、都要不可思议的尖叫,猛地从李浩的口中爆发出来!他整个人如同被电流击中一般,从椅子上弹了起来,死死地盯着PPMS的显示屏,眼珠子瞪得比铜铃还大,嘴巴张得能塞下一个鸡蛋!
“怎……怎么了?浩子!你……你别吓我啊!”陈静被李浩这突如其来的反应吓了一跳,连忙凑过去看。
只见显示屏上,那条代表着临界电流密度的红色曲线,在施加了10特斯拉的强磁场后,非但没有像之前的样品那样急剧下跌,反而……反而以一种近乎“垂直”的姿态,疯狂地向上飙升!
5特斯拉……曲线依旧坚挺!10特斯拉……曲线依旧平稳得像一条直线!15特斯拉……曲线开始微微有些波动,但数值依旧保持在一个令人瞠目结舌的高度!20特斯拉……曲线终于开始出现较为明显的下降趋势,但其Jc值,赫然已经达到了……每平方厘米八百多万安培!
这……这是什么情况?!
同一块样品,仅仅是被一块沾了点“脏东西”的抹布擦了一下,其在强磁场下的性能,竟然发生了如此翻天覆地的变化?!
这已经不是“改善”了!这简直是……“点石成金”啊!
“不……不可能!这绝对不可能!”李浩使劲揉了揉自己的眼睛,又狠狠地掐了自己大腿一把,确认自己不是在做梦。他语无伦次地指着屏幕,对闻讯赶来的秦风和其他团队成员说道:“秦……秦哥!各……各位!你们……你们快看!这……这块被陈静用抹布擦过的样品,它……它好像……好像‘成精’了!”
秦风的目光,也瞬间被屏幕上那条不可思议的曲线给吸引住了。他的眉头微微蹙起,眼神中充满了震惊与思索。
“抹布?有机溶剂?”秦风的脑海中,仿佛有无数的电光火石在闪烁。
“学神黑科技系统”赋予他的“细节洞察”能力,在这一刻被催发到了极致!
他清晰地记得,刚才陈静拿的那块抹布上,似乎残留着一些丙酮和乙醇混合溶剂特有的气味。而“墨子一号”的有机组分,本身就是一种对溶剂环境非常敏感的共轭大分子。
难道……是那些残留在抹布上的有机溶剂,在擦拭的过程中,与样品表面发生了某种奇特的化学反应,或者物理吸附,从而改变了样品表面的微观结构或电子态,进而影响了其内部的磁通钉扎行为?
这个想法,听起来有些……天方夜谭。
但秦风深知,科学史上许多重大的发现,往往就源于一些看似不起眼的“意外”和“偶然”。
“李浩,陈静,”秦风的语气异常冷静,但眼神中却燃烧着一股前所未有的探索欲望,“立刻!马上!重复刚才的实验!用同一块样品,再用那块‘神奇的抹布’,在相同的条件下,重新擦拭一遍!然后,再次进行强磁场Jc测试!我要看看,这个现象,究竟是偶然的‘神迹’,还是……隐藏着某种我们尚未发现的科学规律!”
“是!秦哥!”李浩和陈静不敢怠慢,立刻行动起来。
在接下来的几个小时里,实验室的气氛紧张到了极点。
所有人的目光,都聚焦在那块小小的“墨子一号”样品和那块看起来平平无奇的蓝色抹布上。
第一次重复实验……成功!Jc曲线与之前那条“成精”的曲线高度吻合!
第二次重复实验……依旧成功!误差在允许范围之内!
第三次……第四次……
当连续五次重复实验,都得到了近乎相同的结果后,整个实验室,彻底陷入了一片死一般的寂静!
随即,便是山呼海啸般的狂喜与尖叫!
“我的天啊!是真的!竟然是真的!”
“一块抹布!一块普普通通的抹布!竟然能让我们的超导体性能暴涨上百倍!这……这简直比哈利波特的魔法棒还神奇啊!”
“难道……难道我们之前苦苦追寻的‘磁通钉扎秘诀’,就藏在这块抹布里?”
团队成员们一个个都激动得面红耳赤,语无伦次,感觉自己的世界观都快要被颠覆了。
而秦风,在最初的震惊之后,却迅速冷静了下来。他知道,事情绝不可能像表面看起来那么简单。抹布和有机溶剂,很可能只是一个“引子”,一个触发了某种更深层次物理化学变化的“催化剂”。
真正的奥秘,一定还隐藏在更微观的层面!
“林博士,”秦风的目光转向林婉清,“你立刻对这块‘神奇的抹布’以及擦拭过样品的溶剂残留物,进行最全面的化学成分分析!我要知道,里面究竟含有什么‘特殊物质’!”
“赵工,钱教授,张伟师兄,”他又转向另外几位核心成员,“你们立刻对这块‘变异’的样品,进行最高分辨率的微观结构表征和理论分析!用上我们所有的‘神仙设备’和‘超级算法’!我要搞清楚,它的表面和内部,究竟发生了什么‘不可告人’的变化!”
在秦风的统一指挥下,“秦之队”的成员们迅速行动起来,如同打了鸡血一般,投入到了对这个“抹布奇迹”的解密工作中。
高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)……各种平日里只有在顶级科研论文中才能见到的“高精尖”表征仪器,此刻都被调动了起来,对那块“神奇的样品”进行着全方位、无死角的“体检”。
理论组那边,钱理群副教授和张伟博士,更是调动了学校的超级计算机集群,结合秦风提供的那些“超越时代”的计算模型,对样品在有机溶剂作用下可能发生的各种微观结构演化和电子态变化,进行着疯狂的模拟计算。
时间,一分一秒地流逝。
实验室里的气氛,紧张而又充满了期待。
终于,在经过了长达十几个小时的连续奋战后,各项分析结果,如同涓涓细流般,汇聚到了秦风的面前。
“秦师兄!”林婉清博士的眼中闪烁着兴奋的光芒,她将一份厚厚的化学分析报告递给秦风,“我们对那块抹布和溶剂残留物进行了详细的GC-MS(气质联用)、LC-MS(液质联用)以及NMR(核磁共振)分析,发现除了常规的丙酮和乙醇之外,里面还含有微量的、一种结构非常特殊的……长链烷基硅氧烷聚合物!这种聚合物,通常被用作一些高级无尘布的表面处理剂,具有优良的疏水性和润滑性。而且,我们还检测到了一些……可能是由这种硅氧烷聚合物在特定条件下(例如摩擦、微热)与样品表面的有机分子发生反应后产生的……新型有机硅杂化纳米纤维的痕迹!”
“长链烷基硅氧烷聚合物?有机硅杂化纳米纤维?”秦风的眉头微微一挑,眼中闪过一丝明悟。
紧接着,赵铁柱工程师和陈静也拿着一叠高分辨率的电镜照片和STM图像,冲了过来。
“秦教授!您快看!”赵铁柱激动地指着一张经过伪彩色处理的TEM照片,“这是那块‘变异’样品表面的微观形貌!我们发现,在它的表面,以及靠近表面的浅层区域,竟然……竟然形成了一层厚度只有几十个纳米的、由无数根直径只有几纳米的、相互交织缠绕的……超细纤维网络结构!这些纤维,看起来……就好像是……蜘蛛网一样!而且,它们似乎与我们‘墨子一号’本身的有机-无机复合晶格,产生了某种奇特的……‘嵌入式’结合!”