陨石中现身超导材料

物理学家发现，撞向澳大利亚的9980公斤陨石含有天然超导材料的痕迹。

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一个物理学家小组发现，陨石有时包含自然形成的超导体，这些超导体导电时没有任何电阻。尽管最近在洛杉矶举行的美国物理学会三月会议上报告的结果不会完全改变科学家对太阳系的理解，但它给发现室温超导体材料带来了希望。这可能会带来磁悬浮列车等技术突破。

"听起来好像他们找到了什么并把它分开了."马里兰大学凝聚态物理学家约翰·皮埃尔·帕格里昂领导团队在陆地矿物资源中寻找天然超导体，他说，“这太棒了。”

传统超导体包含简单的金属，如铌、铅或汞。当冷却到接近绝对零度的典型“临界温度”(水银温度为4.2开尔文)时，它们变成超导的。1986年，物理学家发现了一系列含铜化合物，它们在高达134开尔文(相当于零下139摄氏度)的温度下产生超导性。这种现象被称为高温超导，但它的起源一直是科学界最大的难题之一。最近，研究人员发现了另一个高温铁基超导体家族。与此同时，各种其他不稳定的超导体也出现了。

当许多科学家试图通过设计原子尺度以上的特殊性质来合成新型超导体时，由加州大学圣地亚哥分校凝聚态物理学家伊万·舒勒(Ivan Schuller)领导的团队选择了筛选现有的矿物样品。这些样本来自地球或陨石，由华盛顿的史密森学会收集。"这是上帝提供的所有材料。"舒勒说，“为什么不研究它们？”陨石是在极端的温度和压力下形成的。这些条件超出了地球上任何实验室的能力。因此，舒勒认为它们是寻找新化合物的理想沃土。

超导性最可靠的标志是当温度降到临界阈值以下时，电阻突然变为零。然而，超导体也有独特的磁性:如果外部磁场不太强，它们可以“排斥”外部磁场，因为材料中旋转和*流动的电流可以产生抵消外部磁场的磁场。这种现象被称为迈斯纳效应。物理学家正试图通过研究这种效应来发现新的超导体。他们特别关注只含有少量超导体的异质样品，而且电阻从未降至零。

但舒勒认为，这项技术不够敏感，不足以找到极少量的超导体。为此，他的团队修改了技术以有效放大信号。尽管临界温度上下的超导体可以吸收微波，但在转变过程中吸收会发生变化。

为了发现超导性，舒勒的团队将一个小样品放在微波辐射室中。研究人员应用了一个强恒定磁场和一个小振荡磁场。在上述会议上展示了最新结果的加州大学旧金山分校研究生詹姆斯·瓦普勒(James Wampler)说，当超导体冷却到临界温度时，微波吸收发生了巨大变化。由于振荡磁场驱动材料产生并失去超导性，信号大大增强。瓦普勒说，这项技术比传统的磁性测量方法灵敏1000倍。

舒勒说，研究人员已经在数千个材料样本中验证了这一方法。现在他们把它应用到从16块不同陨石表面刮下的小样本上。研究人员在两块陨石的样本中发现了超导性的证据:9980千克的铁块，1911年在澳大利亚内陆发现的穆拉比拉陨石，以及1995年在南极洲发现的格拉夫努纳塔克碳质陨石。

一旦研究人员发现了确定的磁信号，他们就开始梳理每种粉末样品中的不同粒子类型，并使用X射线光谱学来识别超导粒子材料。瓦普勒说，格雷夫努那塔克陨石中的超导体是铟和锡的合金。缪拉克里陨石中的超导体似乎是铟、锡和铅的合金。两者都是众所周知的超导体，临界温度约为5开尔文。

尽管这些超导体并不是独一无二的，但研究结果表明超导性在宇宙中是普遍的。沃普尔说，“如果它能在陨石中找到，它可能在任何地方。”尽管他拒绝推测最新结果对天体物理学的影响，但他说，“宇宙许多地方的温度都低于5开尔文”。陨石是在超过实验室条件的压力和温度下产生的，所以最终的希望是它们可能含有人类未知的超导化合物。

Paglione也认为在这个领域需要找到新的材料。"虽然许多人在寻找新材料，但每个人似乎都遇到了瓶颈."(慢慢编译)