第328章 关键难题的突破!“量子围栏”理论的诞生![1/2页]
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燕京大学,物理学院,“秦之队”专属实验室。
nbsp当李浩那声充满了极致震惊与狂喜的尖叫声,以及屏幕上那条在高达30特斯拉强磁场下依旧坚挺的JcB曲线,宣告了“墨子一号”超导材料“二次进化”的巨大成功时,整个实验室都沸腾了。
nbsp香槟的泡沫在灯光下闪耀,年轻的脸庞因为激动而涨得通红,欢呼声、击掌声、以及喜悦的泪水,交织成一曲属于胜利者的激昂乐章。这两个多月以来所积压的所有压力、疲惫、以及对未知的迷茫,在这一刻,都化为了最纯粹的喜悦与自豪。
nbsp“成功了!我们真的成功了!”李浩抱着赵铁柱,两个大男人哭得像个孩子,“三百多倍!秦哥!我们在30特斯拉下的临界电流密度,比之前提升了三百多倍啊!这……这简直是神迹!我们创造了神迹!”
nbsp陈静和林婉清也紧紧地拥抱在一起,泪水模糊了她们的视线。她们知道,这条曲线的背后,凝聚了整个团队多少个不眠不休的日日夜夜,多少次失败后的重新再来。
nbsp钱理群副教授和张伟博士,这两位理论物理的“老兵”与“新锐”,此刻也是激动得不能自已。他们看着那条几乎要冲破屏幕的曲线,仿佛看到了一个新的物理学时代,正在向他们缓缓开启。
nbsp“秦教授……您……您又一次……刷新了我对‘天才这个词的认知。”钱理群颤抖着声音,看向那个从始至终都保持着淡定微笑的年轻身影,眼神中充满了由衷的敬佩与……一丝难以言喻的“仰望”。
nbsp秦风看着团队成员们尽情宣泄着成功的喜悦,脸上也露出了欣慰的笑容。他知道,这份成功,属于团队中的每一个人。是他们的智慧、汗水和永不放弃的精神,共同铸就了这“二次进化”的辉煌。
nbsp然而,在短暂的庆祝之后,当最初的兴奋与激动渐渐平息,秦风的心中,却并没有丝毫的松懈。
nbsp他比任何人都清楚,虽然“墨子一号”在经过“物质重构”与“工程优化”的“二次进化”后,其强磁场性能得到了惊人的提升,但这……仅仅是解决了“磁通钉扎强度不足”的表层问题。
nbsp那个更为根本的、困扰着所有第二类超导体在强磁场下应用的“幽灵”——磁通线的运动及其导致的能量耗散——依然如同达摩克利斯之剑般,高悬在他们的头顶。
nbsp“各位,先静一静。”秦风拍了拍手,将众人的注意力吸引了过来。
nbsp实验室内的欢呼声渐渐平息,所有人都将目光投向了他们的队长,等待着他的“训示”。
nbsp“这次‘二次进化的成功,确实值得我们骄傲。它证明了,我们‘秦之队的实力,也证明了,只要我们敢想敢干,就没有什么能够难倒我们。”秦风首先肯定了大家的努力和成就。
nbsp随即,他话锋一转,眼神变得深邃起来:“但是,我们必须清醒地认识到,这……仅仅是一个开始。我们虽然通过引入‘原子级超强钉扎片和优化制备工艺,大幅提升了材料的临界电流密度,但这在某种程度上,依旧是在‘传统缺陷钉扎的框架内打转转,治标不治本。”
nbsp“治标不治本?”李浩有些不解地挠了挠头,“秦哥,这Jc都提升三百多倍了,还不算治本啊?那要怎么样才算治本?”
nbsp秦风微微一笑,走到白板前,拿起笔,画下了一个超导体在磁场中的示意图,上面布满了密密麻麻的、代表磁通线的圆点。
nbsp“你们看,”秦风指着那些圆点,“这些磁通线,就像一群不请自来的‘捣蛋鬼。在外加磁场的作用下,它们会源源不断地涌入超导体内部。我们之前做的,无论是引入缺陷,还是‘植入钉扎中心,都像是在这些‘捣蛋鬼前进的道路上,设置了一些路障或者陷阱,试图把它们困住。”
nbsp“这种方法,在磁场强度不高,或者‘捣蛋鬼数量不多的时候,确实能起到一定的作用。但是,当外加磁场变得非常强大,‘捣蛋鬼的数量急剧增加,并且它们在洛伦兹力的驱使下,变得越来越‘狂躁时,那些固定的路障和陷阱,就显得有些力不从心了。”
nbsp“磁通线可能会通过‘热激活跳跃的方式,像会轻功的武林高手一样,直接越过那些不太高的势垒;也可能因为数量太多,形成‘集体雪崩,像洪水一样,直接冲垮那些不够坚固的堤坝。最终的结果,就是能量大量耗散,超导态被破坏,也就是我们常说的……失超。”
nbsp秦风的这番生动形象的比喻,让团队成员们都陷入了沉思。他们知道,秦风说的,是第二类超导体在强磁场应用中普遍存在的、也是最难以解决的核心难题。
nbsp“那……那我们应该怎么办呢?”陈静有些担忧地问道,“难道就没有一种办法,能够从根本上……彻底锁死这些‘捣蛋鬼吗?”
nbsp“有!”秦风的眼中,突然爆发出如同实质般的光芒,声音也变得斩钉截铁,“如果我们不能把所有的‘捣蛋鬼都困在原地,那我们为什么不换个思路,直接给它们……建造一座座坚不可摧的、让它们永远也无法逃脱的……量子监狱呢?”
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nbsp“量子监狱?!”
nbsp这个听起来就充满了科幻色彩的词语,让在场的所有人都倒吸一口凉气,脸上露出了既震惊又困惑的表情。
nbsp就连理论功底深厚的钱理群副教授,也是眉头紧锁,喃喃自语:“量子监狱……束缚磁通线……这……这可能吗?”
nbsp秦风看着众人那副“不明觉厉”的表情,微微一笑,知道是时候抛出他这几天来,在【学神黑科技系统】“理论构建”能力的疯狂加持下,呕心沥血(主要是系统在呕心沥血)推演出来的那个颠覆性理论了。
nbsp“各位,在过去的几天里,我除了和大家一起分析实验数据,也一直在思考一个更为根本的问题——我们能否利用量子力学本身所固有的某些奇特性质,来设计一种全新的、内禀的、甚至可以说是‘绝对有效的磁通钉扎机制?”
nbsp“经过一些……嗯,非常复杂的理论推演和数值模拟(秦风在心中再次感谢了一下万能的系统),我大胆地提出了一个全新的理论模型,我称之为——‘量子围栏磁通钉扎理论(QuantumnbspCorralnbspFluxnbspPinningnbspTheory)!”
nbsp“量子围栏磁通钉扎?!”林婉清博士美目圆睁,轻声重复着这个充满了想象力的名字,眼神中充满了好奇与探究。
nbsp秦风点了点头,走到白板前,擦掉了之前的示意图,开始龙飞凤舞地书写起一连串令人眼花缭乱的公式和物理符号,同时用清晰而富有磁性的声音,阐述着他这个石破天惊的理论构想。
nbsp“‘量子围栏磁通钉扎理论,其核心思想,是基于两大基本物理原理——量子尺寸效应(QuantumnbspSizenbspEffect)和人工能带工程(ArtificialnbspBandnbspEngineering)!”
nbsp“我们知道,当材料的尺寸被限制在纳米尺度(通常小于电子的德布罗意波长)时,其内部电子的能量状态会发生量子化,形成分立的能级,这就是所谓的‘量子尺寸效应。这种效应,会极大地改变材料的电子结构和物理性质。”
nbsp“而‘人工能带工程,则是指通过人为地设计和构建具有特定周期性微观结构的材料(例如超晶格、量子点阵列等),来主动地调控材料的电子能带结构,使其展现出自然界中不存在的新奇物理特性。”
nbsp“我的‘量子围栏理论,正是要将这两者完美地结合起来!”秦风的眼中,闪烁着一种近乎“造物主”般的光芒。
nbsp“我们的目标是,在‘墨子一号这种有机无机复合超导材料的内部,通过原子尺度的精密调控(这里就要再次感谢我们之前在‘物质重构和‘工程优化方面取得的突破了),构建出一种纳米尺度的、具有特定周期性和势阱深度的三维周期性势阱(PotentialnbspWell)结构!”
nbsp“这些纳米势阱,就像一个个微小的‘量子盒子,或者说,一道道坚固的‘量子围栏!它们的尺寸,要精确地控制在能够对磁通线的量子化磁通元(Φ?nbsp=产生显着量子限域效应的尺度。它们的排布,要形成一种能够与磁通线晶格(AbrikosovnbspLattice)相匹配的周期性阵列。它们的势阱深度,则要通过精密的‘人工能带工程来设计,确保其对磁通线的束缚能,远大于磁通线在强磁场和电流作用下可能获得的动能,以及热涨落的能量!”
nbsp秦风越说越兴奋,手中的电子笔在白板上飞舞,勾勒出一幅幅令人叹为观止的微观结构示意图。
nbsp“想象一下,”秦风的声音带着一丝蛊惑人心的魔力,“当磁通线进入到这种布满了‘量子围栏的超导材料内部时,会发生什么?”
nbsp“由于量子尺寸效应,每一根磁通线,都会被‘囚禁在离它最近的那个纳米势阱之中!它无法像在传统超导体中那样自由地运动,因为它每想移动一步,都必须克服那道由‘量子围栏构筑起来的、巨大的能量壁垒!”
nbsp“这些‘量子围栏,就像是为每一根磁通线量身打造的、坚不可摧的‘单人牢房!它们不仅能够提供远超传统缺陷钉扎的、几乎是‘绝对的钉扎力,更重要的是,它们是材料内禀的、周期性排布的结构!这意味着,无论磁通线的密度有多大,只要不超过‘量子围栏的数
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