物理学家发现了一种可在室温下达成最佳效率的超导材料

来自纽约的一支物理学家团队,已经发现了一种可在室温下达成最佳效率的超导材料研究团队在近日出版的《自然》杂志上称,他们成功地在高达 59℉(15℃)的温度下,让一种碳氢硫化合物表达出了超导的特性。不过这个长期追求的科学里程碑,仍有一个明显的短板 —— 需要在极端压力条件下才能实现。

物理学家发现了一种可在室温下达成最佳效率的超导材料

即便如此,这项新研究还是创下了新的纪录,温度较去年提升了 50+℉(10+℃)。西班牙巴斯克大学凝聚态理论学家 Ion Errea 指出,这是我们首次实现真正意义上的常温超导。

剑桥大学材料科学家 Chris Pickard 补充道,即便由罗切斯特大学的 Ranga Dias 带领的团队研制的新型化合物永远无法为无损输电线等产品服务,这项研究仍具有显著的里程碑式意义。

想要等到超导材料在日常生活中得到应用,除了常温、显然还有常压这个参数。尽管该物质可在室温下表现出超导特性,但却只能在被一对钻石碾碎时才能达成(约为地核压力的 75%)。

好消息是,新化合物的某些特征,有助于我们有朝一日找到更加正确的源自混合物配方。

据悉,当自由流动的电子撞击到金属原子时,普通导线会产生电阻。不过早在 1911 年的时候,就有研究人员在低温条件下发现了电子会在金属的原子晶格中引发振动和吸引,从而形成库柏对(Cooper Pairs)。

在某些量子规则的控制下,它们可贯通成一条溪流,然后不受阻碍地穿过金属的晶格和驱散磁场,这也是磁悬浮车辆可无摩擦地漂浮在超导轨道上方的一个原因。

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随着超导体温度的升高,粒子就会发生随机摇摆,从而破坏掉这种微妙的电子舞蹈。于是几十年来,研究人员一直在寻找一种可在常温下呈现超到特性的新材料。

1968 年的时候,康奈尔大学固态物理学家 Neil Ashcroft 提出,氢原子的晶格可以解决这个问题。

因氢原子尺寸较小,使电子能够更靠近晶格节点,从而增强了其与振动的相互作用。此外这种轻巧性还可引导波纹更快地振动,以进一步增强库柏对的粘合力。

当前研究还局限于需要极其不切实际的高压,才能挤压形成金属晶格。不过 Neil Ashcroft 仍将希望寄托于某些类型的氢化物,期待新材料可在更接近于常压的状态下呈现出金属氢的超导特性。

有关这项新研究的详情,已经发表在近日出版的《自然》(Nature)杂志上,原标题为《Room-temperature superconductivity in a carbonaceous sulfur hydride》。

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