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对话薛其坤院士:高温超导这个赛场值得坚持

2024-09-11   第一财经   阅读量:148

    首位巴克利奖中国籍物理学家、国家最高科学技术奖史上最年轻获奖者……在中国科学院院士、南方科技大学校长、薛其坤的身上,有很多称谓,而他最喜欢的头衔,还是他的本职工作——老师。

    "作为一个老师,我们要尽量去帮助自己的学生,因为不管处于什么人生阶段,他都是你的学生。"在结束日前于复旦大学举行的第八期"浦江科学大师讲坛"后,薛其坤接受第一财经等媒体专访时说道 。

    在薛其坤看来,年轻人最重要的是保持创新性。

金叶子 摄

    作为中国凝聚态物理领域的杰出科学家,薛其坤在量子反常霍尔效应和高温超导电性研究中的开创性成就赢得了学界的广泛认可。

    "超导是物理学科学发现的富矿。"薛其坤介绍,过去113年里,共有五次诺贝尔物理奖授予超导研究的物理学家。2012年,薛其坤团队首次发现了界面增强的高温超导电性。2023年10月,薛其坤获国际凝聚态物理领域最高奖——2024年度巴克利奖,这是该奖首次颁发给中国籍物理学家。

    在现有条件下,超导态只能在低温或非常高的压力下实现,成本较高且应用场景非常有限,这也激发了科学家寻找更高温度超导体的热情。

    在理论层面,常温常压的超导是有可能实现的,但在通常情况下实现压力比制冷还难。"把常温常压下的超导材料研发出来了,我们日常中差不多才能运用。"薛其坤说。

    由于超导体可广泛应用于电力传输、储能、医学成像、磁悬浮列车、量子计算等领域,近年来也成为各界关注的热点。但真正在日常中运用还有距离。

    "超导体,首先必须是导体。导体电阻主要来源于原子振动对电子的散射。"薛其坤在讲坛上打了个比喻:"温度低的时候,原子就不大运动了。就像一帮人做广播体操,中间有一个人想穿过去,这些人如果一直乱走,人很难走过去;但如果这些人都停下来,这个人就能找到空隙走过去。也就是说,温度越低,原子振动越弱,电阻就容易通过,所以超导一般会发生在低温。"(编者注:所谓"低温超导",工作在绝对零度附近的4.2k,约合-269摄氏度,用液氦来制冷。所谓"高温超导",可以工作在零下196摄氏度,用液氮制冷。)

    在回答学生提问"新兴的镍基超导体能否给未来的科研工作带来新的进展"时,薛其坤表示,国内外高校在这方面都有新成果、有突破,并鼓励年轻人"一定不要有思想上的包袱,不要因为一些科学研究的理论或过去的一些结果的限制而阻碍了对未知的探索"。

    在他看来,在元素周期表上的任何元素,都有可能发现新的高温超导。"高温超导的探索这个赛场是非常广阔的,值得坚持下去"。

    谈到对AI技术的运用,薛其坤称,AI的出现,第一是大大提高了材料设计的效率;第二,可能会出来一些以前从未想过的新材料。

    "AI对材料的设计起到很重要的作用,比如5个元素,如果每改变一个组合都做一个实验,工作量十年都可能完不成,但AI就可以辅助我们,虽然它给出的方向不一定准,但是能大幅度提高工作的效率。"他说,材料设计用上AI技术后,计算速度和效率提高。新材料能不能合成出来,最终还需要验证。

    作为南方科技大学校长,薛其坤反复强调人才培养的重要性。

    当问到最看重学生什么品质时,薛其坤告诉记者,是对创新的坚持。"有的学生在校5年内可能没做出成果,没发表论文,但他一直在做非常难的研究,对每一个数据都保持非常严谨的态度,未来做其他工作的时候也非常有用。"

薛其坤
中国科学院院士