赵忠贤:中国高温超导研究的领军人
作者: 程熙媛国之荣耀
赵忠贤,中国科学院院士、超导物理学家,曾获国家最高科学技术奖,长期从事超导研究,是中国高温超导研究的领军人、奠基人之一,为高温超导研究在中国扎根并跻身国际前列作出了突出贡献。2024年9月,赵忠贤被授予“人民科学家”国家荣誉称号。
兴趣——成长之路的最佳“导师”
1941年,赵忠贤出生于辽宁省新民市。在小学的某次自然课上,老师做了一个老鼠生理活动与氧气浓度关系的实验,实验现象显示,老鼠生理活动的活跃程度受到氧气浓度影响。也是从这个实验开始,自然科学的种子在他心中生根,这种对知识的探索欲也在潜移默化中影响了赵忠贤的科研生涯。
1959年,赵忠贤偶然看到中国科学技术大学的招生简章,了解到这里学术氛围浓厚,于是下定决心报考。同年9月,他以优异的成绩考入中国科学技术大学,开启了科研探索之旅。
1964年,赵忠贤毕业后被分配到中国科学院物理研究所低温物理室工作,参与了超导计算机器件研制任务。在赴国外进行长达1年的进修时,早出晚归、披星戴月是他的常态,虽然辛苦,却接触到了当时世界超导研究最前沿的学术知识。
潜心研学 科学报国
超导电性研究是重大科技前沿高地,有望为生产生活带来颠覆性变革。在人类开展超导研究的百余年中,共出现过两次高温超导研究的重大突破,都与赵忠贤有关。
回国后,赵忠贤从零开始探索高温超导体研究。在极端落后的实验条件下,他和团队夜以继日奋战在实验室里——饿了就煮面条吃,累了就在椅子上打个盹,缺少实验设备,就自己动手改装,使用自制的“土炉子”制备样品。
国外科学家曾通过计算得出超导临界温度最高不可能超过40K的结论,但赵忠贤却支持这一“极限”可以被突破。在20世纪80年代末,赵忠贤团队经过调研、缜密思考和反复尝试,率先发现了钡钇铜氧体系的超导电性,获得了40K以上的高温超导体,开创了世界范围内高温超导研究的新篇章。
后来,赵忠贤还作为特邀报告人参加了高温超导专题讨论会,这是中国科学家在国际学术舞台上少有的亮相,也标志着中国已成功迈入世界高温超导研究领域的前列。
大道且长 行则将至
由于长时间未能实现新的重大科学进展,自20世纪80年代全球首次高温超导研究热潮消退后,该研究领域陷入了近10年的低潮期。在此期间,赵忠贤团队坚守阵地,并未轻易转移研究重心。他们一方面深入探索铜氧化物超导电性的基本原理,另一方面不懈寻找新型高温超导材料。这种坚持与积累,为后续的科学突破奠定了坚实的基础。
2008年,赵忠贤带领团队将铁基超导体的临界温度提高到50K以上,创造了55K的纪录,为确认铁基超导体为第二个高温超导家族成员提供了重要依据,被业内视为高温超导研究领域的第二次突破。
历经半个世纪的潜心钻研,赵忠贤凭借毕生的热爱与不懈坚持,使中国在高温超导科研领域跃居国际前列,为科学界作出了杰出的贡献。
赵忠贤坦言,他在高中时期通过《知识就是力量》杂志接触到了前沿科学。在心怀报效祖国的远大抱负的同时,赵忠贤也对后辈寄予无限期待:“对未知世界的探索是人类的一种本性,它使人向往、激动和年轻。”

知识链接
什么是高温超导?
几乎所有导体都有电阻,电流经过的时候,就像马路上有很多障碍物,效率总会被大打折扣;而超导就是材料温度降低到某一临界值以下时,电阻降为0,电子的流动不会受到任何阻碍,且具备完全抗磁性的物理现象。
以40K(开尔文,热力学温度单位,开尔文=摄氏度+273.15)为界,超导材料被划分为低温超导材料和高温超导材料,前者的临界温度小于40K,后者则大于等于40K。
高温超导广泛应用在电力传输、磁性储能和医疗成像等领域,可以显著减少能量损失,大幅提高系统效率,对推动科技进步、促进经济发展有重大意义。
(责任编辑 / 王佳璇 美术编辑 / 徐博宇)