José Flores-Livas是意大利罗马萨皮恩扎大学物理系的助理教授

“与实验主义者相反,我唯一需要的就是一把非常舒适的椅子,”他说何塞Flores-Livas从一个看起来很舒服的椅子上。这有点夸张:作为一名计算科学家,他也需要一台计算机,尽管他的计算机设置看起来和我的没有太大不同。然而,有时,这台笔记本电脑正在指示位于瑞士或日本的超级计算机进行复杂的模拟,以期确定高温超导体。

一张何塞·弗洛雷斯-利瓦斯在办公室的照片

来源:©Jose Flroes-Livas

“我的外层涉及计算方法,内层涉及凝聚态物理和一点无机化学。这些年来,我一直在不同的学科之间转换,因为作为一名科学家,你总是必须最大限度地提高你的生产力,并选择能激励你的主题。然而,在所有这些变化中,弗洛雷斯-利瓦斯对超导的兴趣从未动摇过。“我经常想,‘如果大多数材料在适当的条件下实际上是超导体呢?也许这是一种固有的属性,我们只是生活在一个我们看不到的范围内。

超导体导电而不损失能量。1911年,当Heike Kamerlingh Onnes第一次在冷却到4K的液氦中观察到这种现象时,他并没有在寻找它。现在,许多研究人员正在精心寻找在环境温度下电阻为零的材料,这种材料可能会彻底改变电力传输。“我相信室温超导体是存在的。在我死之前能看到这些材料我就很高兴了。以及对它们的理论描述。我当然想帮忙,但我只是太好奇了,想看看它们。”

LaH10的Fm-3m相晶体结构的图像

来源:©Ion Errea。UPV / EHU

相的晶体结构10这就是它的超导性

Flores-Livas使用密度泛函理论方法从第一性原理预测材料的物理性质,如超导体。通过揭示是什么使化合物成为良好的超导体,以及掺杂、压力和应变等因素如何影响超导性,他的研究结果可以指导制造新型超导材料的研究。

目前最有希望成为室温超导体的候选者是氢化物。2019年,实验人员合成了氢化镧(LaH10),超导临界温度为250K。今年早些时候,Flores-Livas领导的计算团队确认了LaH的结晶相10这就是它的超导性。1、2

随着计算能力的提高,Flores-Livas使用的方法已经能够模拟越来越多的原子。但后来你进入了平稳期。所以,我们在等待量子计算。与此同时,弗洛雷斯-利瓦斯正忙着将过去30年的第一性原理理解与机器学习和人工智能结合起来,继续他对超导的探索。

总是学习

当Flores-Livas完成学士学位时,他只有基本的编程技能。“现在,(学生们)学习Java、Scala和Python作为学位的一部分。但我喜欢领先一步,所以我一直在自学。人工智能或量子计算算法也是如此。”

“我不认为自己是最终产品。我一直在学习。他还非常重视与不同目标的人交流想法。2019年在罗马萨皮恩扎大学(Sapienza University of Rome)开始工作后,弗洛雷斯-利瓦斯与同事们一起发起了年轻的凝聚态会议,向任何没有终身教职的人开放,可以参加并相互学习。

理论上,Flores-Livas可以在短短一个月内完成一项简单的计算研究。但他强调了让自己的作品“防弹”的重要性。“当你在文献中发表研究结果时,你需要表明你确实在研究。从道德上讲,你是有责任的,”他解释道。他指出,他有时在复制其他研究人员的结果时遇到了问题,所以他总是尝试复制他在文献中发现的结果作为第一步。事实上,情况不应该是这样的。在他自己的文件中,他尽可能多地包含透明和相关的信息。他说,你不应该非得写信或发电子邮件才能获得更多信息。这会造成延误。”

弗洛雷斯-利瓦斯和米哈伊尔·埃雷米茨的照片

来源:©Jose Flroes-Livas

Flores-Livas与实验主义者Mikhail Eremets合作

Flores-Livas和他的实验同事关系很好。“我很好奇。我喜欢学习很多关于实验的知识。有时我花太多时间学习实验。最近他一直在与米哈伊尔·Eremets来自德国马克斯·普朗克化学研究所(Max Planck Institute for Chemistry)的他领导了一个研究小组,对加压氢和氢化物材料进行实验。今年2月,他还访问了日本大阪大学。他说:“参观完实验室后,我总是带着很多想法回来。我只是不得不欣赏其他人工作的不同速度——我正在学着更有耐心。”