亚历山大 · 米勒是著名的物理学家,凭借高温超导的发现获得了诺贝尔物理学奖。

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1986年,亚历山大 · 米勒(Alexander Müller)和他的学生格奥尔格 · 贝德诺尔茨(Georg Bednorz)发现了高温超导。仅仅一年之后,他们就凭借这一发现赢得了1987年诺贝尔物理学奖。2023年1月9日,米勒与世长辞,享年95岁。

自1911年以来,电阻在临界温度以下消失这一超导现象就已广为人知,但主要见于冷却至绝对零度的金属和合金。但米勒发现,在绝对零度以上35 K条件下,一种铜酸盐陶瓷可以转变为超导材料,这使无摩擦配电、悬浮列车和其他应用变得前景可观。

对此,物理学界最初持怀疑态度,但很快便对此感到兴致盎然。在1987年3月举行的美国物理学会会议上,2 000多名物理学家济济一堂,聆听研究小组有关超导体的讨论。在那之前,已经有人发现了超导转变温度接近 100 K的相关材料。如今,高温超导已经用于磁共振成像系统和其他特定应用,但理论学家仍在寻求对其工作原理的满意解释。

1927年,米勒出生于瑞士巴塞尔。童年时期,他就对科学产生了浓厚的兴趣,当时他的母亲送给他一个真空管收音机套件。在瑞士联邦理工学院,他曾参加诺贝尔奖得主、理论物理学家沃尔夫冈 · 泡利(Wolfgang Pauli)举办的研讨会。在格奥尔格 · 布施(Georg Busch)的指导下,米勒在撰写博士论文过程中使用电子顺磁共振光谱研究了各种固体的电性能和磁性能。

1958年,米勒加入非营利工业研究与发展组织巴特尔研究所日内瓦分部。他对石墨的辐照损伤进行了研究,以便找出1957年英国温茨凯尔核反应堆事故的原因。结果发现,该事故部分是因为石墨慢化剂受损,反应堆过热并起火,因而释放出笼罩整个欧洲的放射性羽流。1961年,米勒有关中子辐照石墨的研究成果发表在《物理评论》(Physical Review)上,并引起了IBM苏黎世研究实验室负责人的关注。1963年,他劝诱米勒离开巴特尔研究所,转投IBM,研究与数字计算投资相关的固态问题。米勒在IBM苏黎世研究实验室度过了之后的职业生涯。在那里,他成为世界领先的钙钛矿研究专家。

1970年,米勒被任命为苏黎世大学教授,并于1973年成为IBM苏黎世研究实验室物理部负责人。1978年,他被借调至纽约IBM托马斯 · 沃森研究中心,并在那里工作两年。其间,他将超导视为具有广阔前景的研究领域——通过对相变等临界现象的新研究,超导变得更容易驾驭。回到苏黎世后,他被任命为IBM研究员,并获得了开展独立研究的自由。他对高温超导进行了细致研究,并于1983年开始与贝德诺尔茨合作,后者与他一样痴迷于钙钛矿。

在理论和实验工作的推动下,两位物理学家开始寻找类钙钛矿陶瓷的超导性。1986年,他们观察到镧钡铜氧化物的超导性,其转变温度约为35K,比先前观察到的最高转变温度高10K以上。

在获得诺贝尔奖时,米勒已经60岁,但他仍然在继续从事超导研究工作。直到1992年,他一直担任IBM研究员;1994年,他从苏黎世大学荣誉退休。他的研究一直持续到80多岁,进一步揭示了高温超导体的特性,并对该现象的候选理论提出了重大限制条件。

米勒是一位狂热的运动员,80多岁还热衷于滑雪。与聚光灯相比,雪坡更让他着迷。就像他九岁时自己组装收音机一样,对待物理学他同样事必躬亲。米勒回忆称,之所以被钙钛矿所吸引,是因为它们的对称结构让他想到东方宗教的曼陀罗。他认为,这是一种深刻的、几乎是精神上的意义。他满怀好奇,成果斐然,使凝聚态物理学及其应用成为重要的研究领域。

资料来源 Nature