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德国科学家再次刷新高温超导纪录:零下23摄氏度,比北极暖

2018-12-20 09:25:43    澎湃新闻  参与评论()人

这个温度的微妙之处,在于它其实比此时此刻的北极还要暖。在此基础上,科学家可以进一步追逐超导界的终极梦想:高于零度的室温超导。

值得一提的是,叶列米特刷新的是他自己的纪录。2015年,叶列米特团队在《自然》杂志上报告了硫化氢的惊人表现:在约 150 万个标准大气压下冷却至零下70摄氏度,硫化氢表现出了超导性。

这次,叶列米特使用的是170万个标准大气压下的LaH10 (氢化镧 )。

惊人的不仅是远超其他材料的温度,而是材料本身:氢化物其实是一种传统的超导体材料,可以被现有理论解释。

在很长时间内,神秘的非常规高温超导体吸引了更多的注意力。叶列米特利用氢化物再下一城,必然会再次掀起理论和实验的波澜。施加更高的压强,氢化物可以实现室温超导吗?

突破“麦克米兰极限”

尽管超导在核磁共振、磁悬浮列车、磁约束核聚变和高速计算机方面有着丰富的应用前景,但温度是个“卡脖子”的阻碍。可以说,人类百年超导研究历程,就是一部与温度较劲的历史。

1911年,制备出液氦的荷兰科学家翁内斯(Onnes)当温度降到4.2K(-269℃)以下时,汞的电阻突然消失。他将此特性命名为超导性,并获得1913年的诺贝尔物理学奖。

那么,超导现象是如何产生的呢?通常情况下,电子在定向运动时会与金属晶格碰撞,形成电阻。1957年,Bardeen、Copper 和 Schrieffer 提出著名的 BCS 理论,即具有相反自旋和动量的电子对互相吸引形成库珀对,可以在晶格中无阻碍传输,是超导的机制。临界温度的存在,则是因为较高温度下更强的晶格振动对Cooper对造成破坏。三人也因此荣获1972年的诺贝尔物理学奖。

美国科学家麦克米兰基于BCS理论计算,认为超导临界温度不太可能超过39K(-234℃),称为“麦克米兰极限”。这个极限温度一度被主流学界接受。

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