陨石中首次发现超导材料
点燃人类寻找室温超导体的新希望
北京,3月29日(科学日报)——根据国家科学院院刊(PNAS)最近的新闻,美国科学家在两块不同的陨石中发现了超导材料,这是超导材料在太空中形成的第一个证据。这一发现的意义不仅在于它是一种罕见的天然超导材料,而且在于它为人类找到室温超导材料点燃了新的希望。
超导材料是超导体,是指在一定温度下电阻为零的导体。在实验中,如果导体电阻的测量值小于10ω,则可以认为电阻为零。超导体不仅电阻为零,而且可以完全抗磁性。因此,超导体在传输过程中几乎没有能量损失,每平方厘米可以携带更多的电流。然而,普通的常规材料在导电过程中消耗大量的能量。然而,大多数超导体目前只能在接近绝对零度的温度下工作。
研究人员一直试图在实验室制造超导材料。一些科学家还认为,太空中的一些极端环境——尤其是天文事件下的极端高温和压力——可能会导致物质中的特殊相,因此超导材料有望在太空中的特殊环境中形成。对于地球上的人来说,陨石是一个很好的“从天而降”的研究对象。然而,很长一段时间以来,还没有在陨石中发现类似超导化合物的报道。
有鉴于此,美国加州大学圣地亚哥分校和布鲁克海文国家实验室的研究人员利用一种称为磁场调制微波光谱学(MFMMS,一种主要用于发现超导性的高灵敏度技术)的技术,对来自15块不同陨石的碎片进行了详细研究,以便在空间样本中发现超导性。根据研究小组的测量结果,两块陨石都含有来自外太空的微量超导粒子。进一步分析表明,超导性可能源于铅、铟和锡的合金。
其中之一是1911年在澳大利亚发现的铁陨石蒙德拉,重22吨,是迄今发现的最大的陨石之一。另一个样本是25年前在南极洲发现的稀有陨石GRA95205。
作者之一,圣迭戈加利福尼亚大学的物理学家詹姆斯·沃波尔说,在自然条件下形成的超导性是非常重要和不寻常的,因为这意味着超导性可能存在于外星环境中。
此外,研究人员还指出,在两块完全不同的陨石中发现了超导材料,由于人类掌握的陨石样品不多,未来在太空环境中可能会发现更多的超导材料。另一方面,研究人员还将研究反向效应,因为超导材料的特性也可能对空间环境产生意想不到的结果,如超导粒子对附近磁场的影响等。
总编辑圈
人类第一次发现超导体是在1911年,现在已经过去了100多年。科学家们仍在探索在低压和高温下实现材料超导性的方法,并将它们用于生活中。这一结果仍只是初步阶段,但足以表明陨石不仅是从天空落下的空间碎片,它们还携带着从未见过的物质,可能比太阳系本身还要古老。这些陨石最初是在极端的温度和压力下形成的,这远远超出了地球上任何实验室的能力。因此,它们将是人类寻找新化合物的理想沃土。