科学家又双叒叕打破了“高温”超导的纪录
德国科学家声称他们已经达到了超导的里程碑。根据他们的论文,这些德国人在有记录以来的最高温度下实现了无电阻电路:温度“高达”250开尔文,或零下23摄氏度(零下9.4华氏度)。
尽管该团队使用的超导材料尚未被证明有效,但该声明仍然很有价值。这项工作由马克斯·普朗克化学研究所的米哈伊尔·埃雷梅特领导,他在2014年以203开尔文或零下70摄氏度的成绩打破了超导材料的温度记录。
“超导”最早于1911年被发现,是一种神奇的物理现象。通常,电流在电路中总是会遇到一些电阻,就像空气会对运动的物体产生阻力一样。
材料的电导率越高,电阻越小,电流通过时越平滑。
然而,有些材料在低温环境下会有一些奇怪的情况。这种材料的电阻在低温下会降到零,并且其中的电流不会受到限制。这种零电阻结合迈斯纳效应的状态是超导的。“迈斯纳效应”是指当材料低于临界温度时,磁场的排斥作用。
所谓的“室温超导性”是指找到一种能在零度以上产生超导性的材料。对科学家来说,这绝对是一个终生的目标。如果能够实现,室温超导性肯定会彻底改变电器的效率。它将大大提高供电网络、高速数据传输和电机的效率,而这只是其潜在应用场景的冰山一角。
因此,这也是全世界无数实验室试图研究的课题。一些人声称已经生产了温度更高的超导材料,但是他们不能在其他人的实验中复制它们。
之前的高温超导记录是由埃雷梅特和他的团队在150,000兆帕(作为参考,地核内部的压力大约是330,000到360,000兆帕)的压力下使用硫化氢(是的,就是一种闻起来像臭鸡蛋的化合物)创造的。
了解硫化氢的科学家相信这个结果是可信的。因为硫化氢是一种非常轻的物质,这意味着它的分子振动得更快——这意味着温度相对较高,而高压确保这些分子不会在这种振动中分散。
今天的新研究使用了一种不同的材料,叫做氢化镧,德国人在上面放了170,000兆帕来实现超导。今年早些时候,该团队报告说,他们用这种材料实现了215开尔文(零下58.15摄氏度/零下72华氏度)的超导性,仅仅几个月后,他们又向前迈出了一大步。
新的超导温度几乎是北极冬季平均温度的一半。
"这一飞跃比之前的203开尔文记录高了50开尔文."研究人员在他们的论文中写道,“这显示了在不久的将来在高压(约273开尔文)下实现室温超导的可能性,也显示了在常压下实现超导的前景。”
目前,这一结果尚未得到科学界的验证,论文也在同行评议过程中。
根据麻省理工学院的技术评论,测试超导性有三个标准,而科学小组只达到了其中的两个:当温度低于阈值时,材料电阻下降到零,在超导温度下,用较重的同位素替换材料中的元素后,可以观察到相应的电阻下降。
第三个标准是上面提到的迈斯纳效应,这是超导的特征之一。当材料越过临界温度并表现出超导性时,它将表现出对磁场的排斥。
上述团队没有观察到这种现象,因为他们使用的样本太小,远远小于他们磁力计的测量范围。然而,当材料变成超导状态时,它也会影响外部磁场。这不是一个直接的测试,但是研究人员已经能够观察到这种效果。
这还没有通过迈斯纳效应测试,但看起来很有希望。我想我很快就会看到称职的物理学家争先恐后地验证和重复团队的测试结果。
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