超导世界的秘密

量子起伏 · 发表于 2012-5-31 12:01:59

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在电能传输过程中，由于导线电阻的存在，都要产生热效应，白白地消耗了电能，还会给机器、设备造成损害，科学爱为此伤透了脑筋，千方百计地探索电阻很小甚至为零的导体输送电能。在人类以自己的智慧和劳动踏入从未进入的低温奇异世界时，1911年科学爱发现在4.2K附近，水银的电阻消失了，这就是通常所说的超导现象。这时水银进入了一种新的状态，电阻变为零，这种特殊的导电性质的物质状态，科学爱称为超导态。从此揭开了研究超导的第一页。超导现象这一伟大发现，促使人们挖掘物质世界中超导电性所隐藏的最神秘的宝藏。

　　具有超导电性的物质叫超导体，超导体电阻突然变为零的温度叫超导临界温度至今已发现有28种元素、几千种合金和化合物是超导体。超导体进入超导状态时，不仅其内的电阻为零，而且体内的磁场也为零，表现出完全的抗磁性。请看一个有趣的实验：把由三条铜腿支撑着的铅碗浸入液氦中，这时温度为4K，铅进入超导状态，当永久磁棒靠近铅碗表面时，奇怪的现象发生了，磁棒悬空漂浮在碗的上面。这是由于铅碗的完全抗磁性产生了足够大的排斥力，与磁棒受到的重力相平衡的缘故。

　　长期以来，人们发现的超导体只能低温液氦区(4K左右)工作，这就需要许多低温设备和技术，费用很高且不方便，因而限制了超导体的应用。60年代开始，人们一直在探索把超导临界温度提高到液氮温区(77K)以上的办法，这就是高温超导研究。1986年高温超导研究取得了突破性的发展，科学家相继发现了许多高温超导物质。现在高温超导体的临界温度已达到130K左右，使超导体已走出了液氦的阴影，为人类挖掘超导电性所隐藏的宝藏开辟了广阔的前景。

　　现在超导的应用已闯入许多重要领域，如超导磁体、超导加速器、超导电动机等。但超导的广泛应用还要克服许多障碍，超导世界的奥秘有待进一步揭示。有位超导专家说过："如果在常温下，例如300K左右能实现超导电现象，则将使现代文明的一切技术发生变化"科学家正在超导世界中探索性能更好的高温超导材料，研究高温超导在技术上的应用。可以预见，超导奖在能源、通信、计算机、医疗、交通各个领域中大显身手，为人类造福。