超导是什么?超导现象是怎么发现发展的?

最近韩国室温超导发现的消息引起了轩然大波,但也有一部分人并不明白超导是什么?怎么发展起来的?所以我就简单介绍下。

超导现象的发现及其发展历程是物理学史上一部引人入胜的史诗。从初期的实验发现到理论的完善,再到现代的高温超导体,每一步都充满了挑战和突破。

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超导现象(英语:Superconductivity)是指材料在低于某一温度时,电阻变为零的现象,而这一温度称为超导转变温度(Tc)超导现象的特征是零电阻和完全抗磁性。

  1911年,海克·卡末林·昂内斯在非常低的温度进行纯金属(汞、锡、铅)的电性分析。有些科学家如威廉汤姆森认为,在绝对零度下,电子流经导体时会完全停止,或者说,金属的电阻将趋于无限大。其他人,包括卡末林·昂内斯,觉得一个导体的电阻将稳步下降,下降到零。马希森指出,当温度降低时,通常会提高金属的导电率,或换句话说,电阻率通常随著温度下降。昂内斯利用液氦将金和铂冷却到4.3 K以下,发现铂的电阻为一常数。随后他又将汞冷却到4.2 K(1K=-272.15℃)以下,测量到其电阻几乎降为零,这就是超导现象。

超导是什么?超导现象是怎么发现发展的?

  2023年7月12日晚11点,《自然》杂志(Nature)刊登中山大学王猛教授团队主导的科学成果:首次发现液氮温区镍氧化物超导体。

超导的发现还有很多远远不止我上面提到的这些,而且在超导技术应用上也具有广泛的前景,包括能量传输、磁共振成像、磁悬浮列车、MCZ、ITER、加速器以及未来的量子计算等领域。

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