Глава 150 Новости из мира науки поступают с завидной частотой
Яздани, не оглядываясь, ушёл. Его спешка была похожа на то, как будто он нашёл карту с сокровищами и рвётся её проверить.
Глядя на него, Бхаргава улыбнулся и сделал глоток из своей чашки с кофе.
Ну, пора показать настоящим учёным, что такое настоящий гений.
…
Выступления Яздани также всё чаще проходят и в других смежных областях.
С выходом статьи Сяо И исследователи материалов и конденсированной физики начали бурно обсуждать её.
Эта статья для учёных обоих направлений, очевидно, стала настоящим событием.
Если эта абсолютная электронная расчетная модель будет работоспособной, то для материаловедов она будет иметь значение для исследования различных новых материалов, а может даже направить исследования методов их синтеза; а для физиков конденсированного состояния это не только поможет в исследовании сверхпроводников, но и окажет большую помощь в разгадывании некоторых скрытых механизмов физики конденсированного состояния.
В результате почти у 50% учёных обоих направлений начались исследования этой новой модели.
Некоторые ученые, возможно, занимаются очень важными исследованиями, но всё же находят время для изучения этой новой модели. Есть и те, кто полностью приостановил свои текущие проекты, чтобы посвятить себя этому исследованию.
А еще больше ученых сразу же ставят себе задачу — изучить этот новый материал с помощью абсолютного электронного подхода, готовясь к решительному шагу. Затем начали поступать хорошие новости.
Мы — группа из отдела материаловедения Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, и мы провели испытания на высокотемпературных сверхпроводниках на основе меди La2-xSrxCuO4 (LSCO), используя расчеты по методу AEC для определения электронной структуры зоны, плотности состояний и характеристик поверхности Ферми.
В конечном итоге, AEC предсказал критические температуры и ширины энергетических разрывов сверхпроводимости для LSCO при различных концентрациях примесей.
Расчеты показали, что при концентрации x=0.15 T_c достигает 35 K, а ширина энергетического разрыва составляет 15 meV. Экспериментальные измерения показали, что при x=0.15 T_c для LSCO составляет около 36 K, а ширина разрыва – около 14 meV.
Отклонение предсказаний AEC от экспериментальных результатов не превышает 5%. Когда мы получили эти результаты, вся наша лаборатория была потрясена. Мы никогда раньше не видели такой точной моделирования материалов.
Мы работаем в лаборатории по изучению сложных материалов Принстонского университета, и наш фокус — топологический изолятор Bi2Se3, а именно его поверхностные состояния и эффект спин-орбитального взаимодействия.
Модель AEC предсказывает, что электронный зазор Bi2Se3 составляет 0,35 эВ, а на поверхности образуется дираковский конус в точке Ферми с энергией разделения спинов 0,2 эВ; экспериментальные измерения показывают, что фактический зазор Bi2Se3 равен 0,34 эВ, а энергия разделения спинов на поверхности составляет 0,19 эВ.
Отклонение результатов модели AEC от экспериментальных данных не превышает 3%. Теперь наша лаборатория решила, что впредь всякий раз, когда будет возможность использовать расчетную материаловедение, и если это возможно с помощью AEC, мы будем обязательно ее применять.
Мы даже планируем приобрести еще одну партию серверов, хотя требования к вычислительным ресурсам у AEC невысоки, но все же кажется, что нам придется часто ей пользоваться для предсказаний. …железо-содержащий высокотемпературный сверхпроводник FeSe… экспериментальные данные и расчетные результаты отличаются не более чем на 3%…
Соединение с тяжелыми фермионами CeCoIn5… может проявлять явные характеристики состояния
Кондо-резонанса при низких температурах, с отклонением от экспериментальных данных не более чем на 5%…"
.
Было опубликовано множество различных экспериментальных отчетов, каждый из которых касался достаточно сложных материалов, являющихся одними из самых передовых в современной материаловедении, таких как сверхпроводники, топологические изоляторы, тяжелые фермионы и т. д.
Именно поэтому абсолютные расчеты электронных свойств всё больше убеждают материаловедов.
Если такой точный расчет способен охватить даже такие сложные материалы, то для более простых он будет просто идеален.
Вся научная общественность пришла в настоящий азарт.
Университет Калифорнии в Беркли.
Когда профессор Пол Аливисатос вошёл в свой класс, там уже сидели многие студенты.
Будучи одним из главных претендентов на Нобелевскую премию по химии, его исследования в области материаловедения и нанотехнологий оказывали глубокое влияние. Именно поэтому он занимал пост исполнительного вице-президента и проректора по учебной работе в Калифорнийском университете в Беркли. Несколько лет назад он также руководил Лабораторией Лоуренса в Беркли.
Кроме того, ожидается, что в сентябре этого года он займёт пост ректора Чикагского университета.
Скорее всего, именно благодаря своим достижениям и статусу каждая его лекция всегда собирала множество студентов, специально приехавших её послушать.
Только вот что удивило его, так это то, что, войдя в аудиторию, он увидел, как его ученики будто бы обсуждают что-то.
Э-э-э,— прохрипел он,— дети мои, о чём вы тут беседуете?
Студенты обернулись и только тогда заметили, что их профессор вошёл в аудиторию.
Однако, будучи студентами Беркли, они явно не лишены того самого позитивного настроя.
Вскоре один из студентов поднялся и спросил:
— Профессор, мы обсуждаем ту последнюю статью о квантовых вычислениях, где утверждается, что этот метод может иметь глубокое влияние на нашу область. Что вы думаете по этому поводу?
Услышав это, Пол Аливисатос немного опешил, а затем с улыбкой сказал:
— Приятно видеть, что вы уже интересуетесь новейшими достижениями в области материаловедения.
— Это показывает, что вы действительно увлечены материаловедением, — сказал он.
— Конечно, прежде чем ответить на ваш вопрос, я хотел бы услышать ваше мнение.
Этот студент после небольшой паузы сказал:
— Я считаю, что это действительно может стать большой помощью для исследований в области материаловедения, ведь уже достаточно лабораторий высказали свою поддержку этому методу.
— Есть ещё другие точки зрения? — спросил Пол Аливисатос, глядя на остальных студентов.
Вскоре другой студент поднялся:
— Профессор, я не думаю, что этот метод сможет принести какую-то существенную пользу. Он может быть немного полезен, но решающей роли не сыграет. Как вы нам когда-то говорили, материаловедение — это экспериментальная дисциплина. Что компьютерные модели могут заменить эксперименты? Тем более автор этой работы — просто математик, а не материаловед.
Слушая разные точки зрения, Пол Аливисатос улыбнулся и сказал:
— Хорошо, вы все правы. Давайте услышим мой взгляд.
— Сначала скажу о заключении. По моему мнению, абсолютно электронные вычисления в материаловедении — это действительно революционное новшество.
— Революционность заключается в том, что это может изменить наши привычки проведения экспериментов. Возможно, уже скоро каждый исследовательский коллектив в лаборатории будет использовать этот метод для помощи в проведении экспериментов.
— В этом смысле Джон прав, — сказал он, взглянув на выступающего против студента. — «Материаловедение — экспериментальная наука, это неоспоримый факт. Материалы, рассчитанные на компьютере, никогда не станут реальными, поэтому абсолютно электронные расчеты не сыграют решающей роли».
— Но как учёные, мы должны умело пользоваться всеми доступными нам инструментами, а те инструменты, которые работают хорошо, — использовать с усердием.
— Конечно, абсолютно электронные расчеты — отличный инструмент, который может помочь нам добиться более качественных результатов в исследованиях.
— Понятно?
Услышав слова профессора, студенты в аудитории кивнули и задумчиво ответили:
— Понятно, профессор!
— Хорошо.
Пол Аливисатос улыбнулся и кивнул.
Однако в конце концов он снова посмотрел на Джона и сказал:
— Конечно, Джон, я все же должен высказать свое несогласие с вашей последней фразой.
— Автор «Абсолютно электронных вычислений — Сяо И, чрезвычайно одаренный математический гений, доказатель гипотезы о близнецах. Возможно, вы уже слышали о нём.»
— В своей работе он математическим путем связывает интеграл по траекториям с предсказанием поведения электронов и вводит метод Монте-Карло на основе Марковских цепей. Кроме того, там используются много других продвинутых математических техник.
— Эти вещи можно сделать только если хорошо разбираться в математике.
— Поэтому не недооценивайте математиков, особенно таких гениальных математиков, как Сяо И. Хотя чистая математика, которую они изучают, может нам и не помогать, если захотят заняться прикладной математикой, то могут добиться таких же результатов.
— Возможно, мне следует уделить больше внимания развитию ваших математических способностей?
Студенты внизу тут же изменили свои лица в гримасы ужаса.
Математика — это пустяк!