天氣網(wǎng)訊，近日紐約的一組科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)，這種氫、碳和硫化合物在59華氏度的溫度下以超導(dǎo)體的形式工作。這種超導(dǎo)體不僅可以在正常溫度下工作，還可以在日常壓力下工作。但是，這種超導(dǎo)體材料需要超高壓才能實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)。
紐約的一組物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種能在室溫下高效導(dǎo)電的材料，這是一個(gè)長(zhǎng)久以來(lái)尋求的科學(xué)里程碑。研究小組最近在《自然》雜志上報(bào)道，這種氫、碳和硫化合物在59華氏度的溫度下以超導(dǎo)體的形式工作。這比去年創(chuàng)下的高溫超導(dǎo)記錄還要高50多度。
“這是我們第一次真正宣稱(chēng)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)性，”西班牙巴斯克地區(qū)大學(xué)的凝聚態(tài)理論學(xué)家埃雷亞說(shuō)。材料科學(xué)家現(xiàn)在面臨著發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體的挑戰(zhàn)，這種超導(dǎo)體不僅可以在正常溫度下工作，還可以在日常壓力下工作。這種新化合物的某些特征為將來(lái)找到合適的原子混合物帶來(lái)了希望。
當(dāng)自由流動(dòng)的電子撞擊組成金屬的原子時(shí)，普通導(dǎo)線就會(huì)產(chǎn)生電阻。但是，研究人員在1911年發(fā)現(xiàn)，在低溫下，電子可以在金屬的原子晶格中誘發(fā)振動(dòng)，而這些振動(dòng)反過(guò)來(lái)又把電子拉到一起，形成稱(chēng)為庫(kù)珀的對(duì)偶。不同的量子規(guī)則支配著這些對(duì)偶，它們成群結(jié)隊(duì)地穿過(guò)金屬晶格，不受任何阻礙，沒(méi)有任何阻力。超導(dǎo)流體還會(huì)排斥磁場(chǎng)——這一效應(yīng)可以讓磁懸浮交通工具無(wú)摩擦地漂浮在超導(dǎo)軌道上。
然而，隨著超導(dǎo)體溫度的升高，粒子會(huì)隨機(jī)地晃動(dòng)，打破了電子微妙的平衡。研究人員花了幾十年的時(shí)間尋找一種能承受日常環(huán)境高溫的超導(dǎo)體，這種超導(dǎo)體的庫(kù)珀探戈緊密地結(jié)合在一起。1968年，康奈爾大學(xué)的固體物理學(xué)家尼爾·阿什克羅夫特提出，用氫原子的晶格就能達(dá)到這個(gè)目的。氫的微小尺寸使電子更接近晶格的節(jié)點(diǎn)，增加了它們與振動(dòng)的相互作用。氫的輕巧性還使那些引導(dǎo)的波紋更快地振動(dòng)，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了與庫(kù)珀對(duì)的粘合力。
要把氫壓成金屬晶格需要非常高的壓力，這是不切實(shí)際的。然而，阿什克羅夫特的研究帶來(lái)了希望，一些“氫化物”可能在更容易獲得的壓力下提供金屬氫的超導(dǎo)性。
在直覺(jué)和粗略計(jì)算的指導(dǎo)下，研究小組測(cè)試了一系列氫化合物，以尋找氫的黃金比率。添加的氫太少，化合物就不能像金屬氫那樣具有堅(jiān)固的超導(dǎo)性。如果添加太多，樣品就會(huì)像金屬氫一樣，只有在高壓下才會(huì)金屬化。在他們的研究過(guò)程中，該團(tuán)隊(duì)破壞了幾十對(duì)價(jià)值3000美元的鉆石?！般@石預(yù)算是我們研究的最大問(wèn)題。”迪亞斯說(shuō)。
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溫馨提示：數(shù)據(jù)來(lái)源中國(guó)氣象局，僅供參考
