科学人物 | 阿列克谢•阿布里科索夫(1929—2017)
2003年,阿列克谢获得了诺贝尔物理学奖。
图为他在伊利诺伊州阿贡国家实验室的办公室
● 阿列克谢•阿布里科索夫对特定材料在没有阻力下的电流传导的情况提出了重要见解,这让他成为2003年诺贝尔物理学奖的获奖人之一。阿布里科索夫于2017年3月29日在加利福尼亚州桑尼维尔的家中去世,享年88岁。
阿列克谢•阿布里科索夫(Alexei Abrikosov)去世的消息是由伊利诺伊州的阿贡国家实验室宣布的。该实验室是阿列克谢生前工作和科研的地方。据阿列克谢的女婿加里•米切里(Gary Micchelli)所述,阿列克谢是因心脏病发作而去世。
几十年来,物理学家被超导体(20世纪初发现的材料)所吸引和困惑。当冷却到非常低的温度时,超导材料可以让电流无阻力地流过。
1950年,两名苏联物理学家维塔利•金兹堡(Vitaly L. Ginzburg)和莱夫•朗道(Lev Landau)提出了一个数学模型,用以描述在电阻降至零时的超导体行为。这个理论大体上与实验观察到的情况一致,在实验中,汞和铅等元素具有超导性。
超导体的一个属性是阻挡磁场。当科学家将最早发现的超导体置于强度足够大的磁场中时,它们便不再具有超导性。
但是,在莫斯科物理问题研究所的朗道博士的学生阿布里科索夫对不同元素形成的合金的数据产生了兴趣。这些合金在低温下也变成超导体,但却与其他材料不同,即使在强磁场下,它们仍然保持超导性。
获得2003年诺贝尔奖后,阿布里科索夫博士在一次采访中说道:“对我来说,灵感就是实验。有些实验数据很奇怪,没法马上做出解释。”
在认真思考朗道-金兹堡方程后,阿布里科索夫发现了朗道和金兹堡都没有想到的解决方案。他的理论预测:在合金中,隧道晶格或旋涡点阵会在超导体中形成,磁场可以轻易地通过这种旋涡,就好像绳子穿过瑞士奶酪的孔,而旋涡周围的物质仍然保持超导状态。
阿布里科索夫所描述的即是我们现在称为II型的超导体——即便是在超强的磁场中,这些材料依然能够继续保持超导属性。磁场中失去超导性的早期超导材料(如铅和汞)为I型超导体。
10年之后,实验证实了阿布里科索夫博士的关于旋涡的预测。阿贡实验室材料科学部门主管迈克尔•诺曼(Michael Norman)用锤子敲打桌子来类比其中的原理:I型超导体像是桌面易碎的桌子,用力敲打,桌子就成为碎片;II型超导体则是桌面由特别材料制成的桌子,锤子在桌面上敲出洞,但桌子仍然是站立的。桌子上的洞就是旋涡,而周围依然是超导体。
超导体具有广泛的用途,可以制成电线和缠绕成线圈而产生强大的磁场,用于医疗方面的MRI机器和物理学的大型粒子加速器。这些设备使用的是II型超导体。
阿列克谢•阿布里科索夫于1928年6月25日出生于莫斯科,父母均为医生。阿列克谢先在电力工程研究所学习,后转到莫斯科国立大学物理系学习。1948年在完成硕士学位后,阿列克谢进入物理问题研究所继续学习并于1951年完成博士学位。
阿布里科索夫博士在莫斯科的几个研究所都工作过,曾任俄罗斯科学院高压物理研究所所长。1991年,阿布里科索夫搬到美国开始在阿贡任职,1999年加入美国国籍。
阿布里科索夫的家人包括:妻子斯维特拉娜(Svetlana),女儿纳塔利娅(Natalia),两个儿子阿列克谢和迈克尔(Alexei and Michael)以及4个孙子女。
阿布里科索夫博士是美国国家科学院院士、伦敦皇家学会的外籍会员、俄罗斯科学院院士和美国物理学会会员。他与金兹堡博士和伊利诺伊大学香槟分校的物理学家安东尼•莱格特(Anthony J. Leggett)共同获得诺贝尔物理学奖。
阿布里科索夫博士从未回到祖国。“在一个压迫性的斯大林社会中长大,他担心当地政府官员会以某种方式阻止他离开。”诺曼博士解释道。
苏联解体后的1993年,阿布里科索夫博士说:“维持俄罗斯科学的唯一办法是让西方帮助所有有才华的科学家离开俄罗斯。”这使他招致批评。
《纽约时报》的一篇文章引用了阿布里科索夫博士的这一观点,引发了愤怒的回复。
诺曼博士说:
“可以想像,他的言论在俄罗斯并不受欢迎。但他从来不会羞于表达他的想法。”