我制作出了高温超导
2020年,纽约时报发表一篇文章介绍杰出物理学家萨拉切克(Myriam Sarachik)。她就是我的导师,我1987年在她的实验室做访问学者。那是一个物理学界超级年代,天文物理发现超星,理论物理发明超弦理论,实验物理制作出了高温超导。每周萨拉切克实验室有一个午餐研讨会,在她实验室工作学习的人轮流讲自己的研究工作。我记得有一次萨拉切克让我尝她午餐带来的鱼,那种酸酸软软冷冷的鱼,那是我第一次品尝欧式腌制的鱼。
1987年1月我就到了萨拉切克的实验室。那时候她是实验室正在做硒化镉的霍尔效应的测量。这个测量在液氦超低温下测量,温度在1.2-4.2度K之间。测量团队里有一个博士后Roy,是印度裔,圆圆的脸,圆圆的大肚腩,留一头嬉皮士的长发,为人非常和蔼可亲。Roy是实验物理学高手,他一丝不苟地安装整个测试装置。我对他说,你这活做得真细,他说,他哥哥是外科手术医生,和他一样干活到得手稳动作细,他们兄弟俩就是有这种天赋。我问他,你多长时间理一次法,他说一年一次。果然,一天他理发以后头光光的,得长一年才能长成嬉皮士的模样。团队里还有一个博士研究生Levy,我印象中他是拉美来到。在超低温下做测量,是一件蛮刺激的物理实验。我就是在这个实验过程中学习低温技术。我也是物理实验好手,因为我有钳工底,实验装置的安装我还是能帮得上手的。比如说液氦瓶的使用,我做钳工时气焊用过氧气瓶,安全操作有过训练。
一天,萨拉切克问我愿不愿意做制作高温超导,我说愿意呀。于是,我在萨拉切克的实验室里有了一个属于我自己的实验项目。萨拉切克帮我找了配方,让车间帮我做了压模。高温超导的制作,和我在中山大学读工农兵学员时制做铁氧体的工艺是类似的。
我按照萨拉切克告诉我的方法,按照配方把用料按比例都称好了,一起放到一个球磨机里滚上一天,然后把磨好的粉末放到模具里,把粉末压成一个一个小药片一样。萨拉切克的助理Issac帮我很多忙,我但有问题就先找Issac。 萨拉切克给了我一个管状炉,我把压好的药片摆在陶瓷托里,塞到陶管中间,把陶管放到炉子里,陶管一端接上氧气瓶,烧制时一直通着氧气流,整个烧制过程在氧气氛中进行。陶管出气端接个胶管,把实验室窗口的玻璃上打了一个洞,把出气胶管插到窗外去。我的实验开始了:配方,氧气流量,炉温,时间。要把药片里里外外氧化透了,还烧结成陶态,是需要有耐心的。烧得是否成功,检验也很简单,把样品放到盛着液氮的烧杯了,把烧杯放到一块磁铁上,看看磁场能否把样品悬起来。这就是迈斯纳效应。
样品制造成功那天,Roy,Levy和我都很兴奋,迈斯纳效应是一种奇观。沉在烧杯底部液氮中的样品,一放到磁铁上,就悬浮到了液氮中间,神奇。Roy 和 Levy帮我做了电阻率的温度测量,测出一条美丽的电阻率温度曲线,随着温度的降低,电阻率在90多度K附近迅速下降到零,这曲线出来以后,很快就传遍了物理系。至少有两个小组来向我索取样品做实验,其中一个实验还发表了文章。
我有幸在萨拉切克实验室里渡过了我人生美好的一段时光。
萨拉切克是纽约市立大学教授。纽约市立大学在阿姆斯特丹大道138街。延阿姆斯特丹大道往南下一个大山坡到125街,再上坡到116街就是哥伦比亚大学,纽约市立大学和哥伦比亚大学在两个坡顶上遥遥相望。李政道在哥伦比亚大学做教授。
2001年我参加了祝贺李政道75岁生日的学术讲座,上图是讲座后和李政道一起的合影。
2023年3月8日新闻:21度室温超导。