科學(xué)家發(fā)現(xiàn)世界上第一個在自然界中發(fā)現(xiàn)的“非常規(guī)”超導(dǎo)體
很少有材料具有不可思議的天賦,可以承載幾乎沒有電阻的電流,這就是所謂的超導(dǎo)電性.其中最小的少數(shù)可以在自然界中找到。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),一種具有自然界中發(fā)現(xiàn)的公式的材料能夠在低溫下超導(dǎo),而無需使用典型的量子詭計,使其成為第一個非常規(guī)超導(dǎo)體同類。
超導(dǎo)體令人著迷,也非常有用,因為它們在不損失能量的情況下導(dǎo)電。這通常要歸功于它們的電子在所謂的庫珀對,使它們能夠相對輕松地穿過一堆原子。
非常規(guī)超導(dǎo)體中的庫珀對以早期超導(dǎo)模型中沒有描述的方式連接起來,這也意味著它們出現(xiàn)在更高的溫度下。
通過一系列詳細的實驗室測試,一個國際研究小組發(fā)現(xiàn),礦物瘴氣——已知是超導(dǎo)體– 可以顯示非常規(guī)的特性超導(dǎo)體.
這種瘴氣存在于自然界中,并且是科學(xué)家可以在實驗室中合成的東西,這使得它更加罕見。然而,值得指出的是,在自然界中發(fā)現(xiàn)的任何瘴氣碎片都不太可能具有作為非常規(guī)超導(dǎo)體所需的純度。
“直覺上,你認(rèn)為這是在集中搜索過程中故意產(chǎn)生的東西,它不可能存在于自然界中,”說來自愛荷華州立大學(xué)的物理學(xué)家魯斯蘭·普羅佐羅夫?!暗聦嵶C明確實如此?!?/p>
使用三種不同的測試來確定瘴氣的非常規(guī)超導(dǎo)性,包括倫敦穿透深度測試,測量材料對弱磁場的反應(yīng)。
另一項測試涉及在材料中產(chǎn)生缺陷,這可能會影響其溫度成為超導(dǎo)體.與傳統(tǒng)的超導(dǎo)材料相比,非常規(guī)超導(dǎo)體對這些缺陷引起的無序更加敏感。
這一發(fā)現(xiàn)是尋找新的、新穎的材料以推進量子科學(xué)等領(lǐng)域的努力的一部分。這導(dǎo)致團隊發(fā)現(xiàn)瘴氣(Rh17S15),它結(jié)合了高熔點元素 (銠) 與揮發(fā)性元素 (硫).
“與純元素的性質(zhì)相反,我們一直在掌握這些元素混合物的使用,這些混合物允許晶體以最小的蒸氣壓低溫生長,”說來自愛荷華州立大學(xué)的物理學(xué)家保羅·坎菲爾德。
“這就像找到一個隱藏的釣魚洞,里面裝滿了肥美的大魚。在Rh-S系統(tǒng)中,我們發(fā)現(xiàn)了三種新的超導(dǎo)體。
超導(dǎo)體已經(jīng)廣泛用于以下技術(shù)中:MRI掃描儀和大型粒子加速器,但這里還有更多的潛力。鑒于瘴氣的獨特性質(zhì),它可能是這種潛力的重要組成部分——尤其是以其純凈的合成形式。
非常規(guī)超導(dǎo)體可能很復(fù)雜,但它們也令人興奮,因為它們承諾解鎖新發(fā)現(xiàn)在物理學(xué)和超導(dǎo)技術(shù)的新用途中。
“揭示非常規(guī)超導(dǎo)背后的機制是超導(dǎo)體經(jīng)濟合理應(yīng)用的關(guān)鍵,”說普羅佐羅夫。
該研究已發(fā)表在宣傳材料.
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