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科学发现了变成超导体的关键! 我们对于解开超导现象之谜又更靠近一步了


2016/10/11  编辑:admin 来源:本站整理

科学发现了变成超导体的关键! 我们对于解开超导现象之谜又更靠近一步了 

磁场无法穿透超导体。 因此, 让物体浮起来是有可能的。

 

布鲁克黑文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)的研究人员发现是什么造成一种特殊材料在相对高温下变成超导体。 这可能导致电子学一项重大突破, 使得超导体能够在室温下被使用。

 

由Ivan Bozovic领导的这组科学家发现, 变成超导体的关键, 在于电子形成配对的密度。

 

科学发现了变成超导体的关键! 我们对于解开超导现象之谜又更靠近一步了

 

通常, 这个现象发生在非常低的温度(接近绝对零度)。 但一种名为铜酸盐(cuprate)的特殊材料, 会在显着的高温下发生超导现象, 虽然这个温度还是低于摄氏零度。

 

铜酸盐通常是由氧化铜混合其他像是锶(strontium)的元素所组成的。 Bozovic的研究小组花了10年的时间, 分析2千种不同的铜酸盐样品, 每一种样品有不同数量的锶, 努力研究来让他们能在较高的温度下, 产生超导现象。

 

超导现象只发生在特定温度之下, 然而研究小组发现这个温度决定于电子对的密度, 电子对是一种状态, 电子无法再彼此排斥。

 

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电子对状态是一种量子力学作用, 发生在温度低到足以让电子停止彼此排斥。 在那样的情况下, 电流在材料里流动不会遇到阻力, 而且磁力线被向外推。

 

在这项还未发表的研究里, 他们发现铜酸盐协助电子形成配对, 造成超导转换过程的温度变高。 不幸的是, 它只在某种程度上有效, 当铜酸盐数量增加时, 电子对的形成会停止, 而材料不再拥有超导特性。 下一步是来了解为什么电子确切地配对在一起。

 

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想像电力从发电厂传送到你家而没有耗损, 电子设备不再发热, 而且快速安静的火车像飞机一样快地穿越各国。 如果我们能找到一个在室温下运作的超导体, 这些将不再是遥不可及。

 

然而, 这些奇妙的材料已经被使用, 例如欧洲核子研究组织(CERN)在大型强子对撞机(Large Hadron Collider, LHC)使用了数十公里长的超导电线。 室温超导体的这一天还没出现, 但由于这项研究, 我们正在大大地接近中。

 

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