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編輯推薦: |
这本《超导“小时代”》内容丰富多彩,以浅显易懂的方式介绍了超导的基本知识和超导领域研究的前沿。可以说,该书描述的是一个超导大时代,是超导领域从传统的巴丁-库珀-施瑞佛理论主导的旧时代,迈向高温超导新时代的一本著作,将是社会公众、学生和初入超导领域工作人员的一本难得的资料书。
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內容簡介: |
超导是凝聚态物质里电子体系的一种宏观量子凝聚现象,涉及凝聚态物理中的基本概念和前沿问题。超导材料具有零电阻和完全抗磁性等一系列神奇的特性,在能源、科研、医疗、通讯等各个领域均有重要用途。在本书中,作者将用诙谐幽默且时髦新颖的语言,和我们一起回忆,那些年科学家一起追寻的超导体,还有超导历史上的那些人和那些事儿。
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關於作者: |
罗会仟,中国科学院物理研究所副研究员,科普作家。2004年本科毕业于北京师范大学物理系,2009年博士毕业于中科院物理所,目前主要从事高温超导的中子散射实验研究,已发表SCI论文90余篇,总引用次数1900余次,H因子为24。荣获首届中国科学院青年博客大赛银奖、首届全国青年科学博客大赛“科学博客大奖”及团队一等奖。在《物理》、《现代物理知识》、《科普博览》、《百科知识》、《紫光阁》、赛先生、科学网等媒体发表多篇科普文章,并长期开展各种科普讲座。科普代表作品有:《“无理”的物理》、《水煮物理》、《十万个为什么》(第六版 物理卷)、《物理学的足迹》等。
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目錄:
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第1章启蒙时代
1慈母孕物理: 物理研究的起源
2人间的普罗米修斯: 电学研究的历史
3鸡蛋同源: 电磁学的背景知识
4电荷收费站: 电阻的基本概念
5神奇八卦阵: 材料结构与电阻的关系
6秩序的力量: 材料磁性结构与物性
第2章金石时代
7冻冻更健康: 低温物理的发展
8畅行无阻: 超导零电阻效应的发现
9金钟罩、铁布衫: 超导完全抗磁性的发现
10四两拨千斤: 超导磁悬浮的基本原理
11群殴的艺术: 超导量子干涉的原理和应用
12形不似神似: 超导唯象理论
13双结生翅成超导: 超导微观理论
14炼金术士的喜与悲: 超导材料的早期探索
第3章青木时代
15阳关道、醉中仙: 氧化物超导体
16胖子的灵活与惆怅: 重费米子超导体
17朽木亦可雕: 有机超导体
18瘦子的飘逸与纠结: 轻元素超导体
19二师兄的紧箍咒: 二硼化镁超导体
第4章黑铜时代
20“绝境”中的逆袭: 铜氧化物超导材料的发现
21火箭式的速度: 突破液氮温区的高温超导体
22天生我材难为用: 铜氧化物超导体的应用
23异彩纷呈不离宗: 铜氧化物高温超导体的物性(上)
24雾里看花花非花: 铜氧化物高温超导体的物性(下)
25印象大师的杰作: 高温超导机理研究的问题
26山重水复疑无路: 高温超导机理研究的困难
27盲人摸瞎象: 超导研究的基本技术手段
第5章白铁时代
28费米海里钓鱼: 铁基超导材料的发现
29高温超导新通路: 铁基超导材料的突破
30雨后春笋处处翠: 铁基超导材料的典型结构
31硒天取经: 铁硒基超导材料
32铁匠多面手: 铁基超导材料的基本性质
33铜铁邻家亲: 铁基和铜基超导材料的异同
34铁器新时代: 铁基超导材料的应用
第6章云梦时代
35室温超导之梦: 探索室温超导体的途径与实现
36压力山大更超导: 压力对超导的调控
37超导之从鱼到渔: 未来超导材料探索思路
38走向超导新时代: 超导机理和应用研究的展望
后记
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內容試閱:
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我次为超导着迷,是在2003年。
那一年,我在北京师范大学物理系读大三。在那个春夏之交的季节,“非典”肆虐京城,所有高校都采取了停课封校措施。不上课的我们,除了在宿舍刷《寻秦记》,在体育场闲聊瞎逛外,还有大把时间坐在图书馆静静地看书。偶然发现的三本科普书: 《超越自由: 神奇的超导体》(章立源 著)、《超导物理学发展简史》(刘兵、章立源 著)、《边缘奇迹: 相变和临界现象》(于渌、郝柏林、陈晓松 著),带我走进了神奇的超导世界。
我第二次与超导结缘,是在2004年。
那一年,我大四毕业,面临未来的抉择。是选择实现儿时的理想、父辈的期望,成为一名人民教师?还是选择发掘自己的兴趣,走上科学的道路,成为一名研究生?我毫不犹豫选择了后者。在经历惊险的免试推荐环节后,我幸运地来到了中国科学院物理研究所,幸运地遇到了一位极其渊博、敬业的导师,幸运地开启了我在超导国家重点实验室的五年硕博连读生涯。博士研究生的生活,可以用清苦和枯燥来概括。我的工作,就是日复一日地“烧炉子”,用光学浮区法生长铜氧化物高温超导单晶并测量其电磁物性。生长了数十根单晶,测量了数百个样品,得到了一堆可能并不是很有趣的数据。眼看毕业临近,论文却还遥遥无期,深感郁闷和苦楚。然而在2008年,我又一次幸运地赶上了铁基超导研究的热潮,于是,论文和毕业,都不再是问题。
我第三次和超导相恋,是在2009年。
那一年,我博士毕业,又一次面临人生抉择。物理所的同学们大部分都选择了出国留学做博士后,而我则曾一度怀疑自己的科研能力和英文水平,认为很难在科研的漫漫长路上走得很远,在是否“逃离”科研圈的问题上犹豫不决。在一个普通的烧炉工作日,导师关切问我工作的事情,我说想留在北京,可是很难找到合适的工作。他紧接着问了一句: “为什么不考虑留在物理所工作?新来了一位特别厉害的研究员,我可以推荐你到他组里啊!”我惶恐地点了点头。于是,幸运又一次降临,毕业、留所、工作,一气呵成。从助理研究员、副研究员到博士生导师,开启了一个典型“土鳖”的艰苦升级打怪之路。打怪打的不是别的,正是我博士期间遇到的铁基超导体,只不过鸟枪换炮,工具换成了“高大上”的中子散射,出国做各种实验和日常英文交流是技能。如今我已经带着自己的博士研究生,在高温超导的实验研究领域,自信地发表前沿研究论文。超导,成了我科研生命里再也分不开的那个“她”。
从1911年发现超导现象开始,超导研究已经一百多年了,然而她依旧长盛不衰,吸引着全世界无数科学家的注意力。不只是因为那些零电阻、完全抗磁性、宏观量子凝聚等神奇物理现象及其巨大的应用潜力,还因为其中蕴含的深刻物理内涵可能带来一场凝聚态物理的新革命,更因为超导研究道路总是充满意外和惊喜。
回顾我那短短的科研之路,我感到非常幸运地遇到了超导的好时代。
回顾整个超导研究的历史,我们会发现幸运和不幸,其实都不是偶然。
回顾和超导相关的物理发展之路,或许会发现,那个他或她,总会找到属于自己的“小时代”。
在“启蒙时代”里,人们敬畏自然、理解自然,从普通的电磁现象,深入到了物质的内部结构和机制。
在“金石时代”里,超导现象被发现,炼丹炒菜外加十八般武艺,初步认识了这个神奇的物理现象。
在“青木时代”里,超导材料大爆发,各种各样的新超导材料,没有做不到,只有想不到。
在“黑铜时代”里,高温超导横空出世,物理学皇冠上的明珠,是那么耀眼,纷繁复杂的物理现象,是那么激动人心。
在“白铁时代”里,铁基超导意外发现,超导家族空前繁荣,非常规超导机理似乎触手可及。
在“云梦时代”里,室温超导或许很有可能,新超导材料如雨后春笋,超导机理研究不断带来重要启示,我们甚至畅想未来超导世界,如梦想般的美好。
这一个接一个的“小时代”,中国科学家的身影也越来越多,他们在超导研究领域取得了令世人瞩目的成就,甚至有的已经引领凝聚态物理前沿。
我相信,就在这个“小时代”,如果有你,会更精彩!
罗会仟2021年写于北京中关村保福寺
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