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常温超导体实现了吗 每日天文资讯精选|科学家发现常温超导体

日期:2019-10-07 来源:常温超导体实现了吗 评论:

[摘要]每天关注一些事,小编今天带大家看看天文的那些事儿1、科学家发现常温超导体一个属于超导体的新时代即将开启超导体同时又称为超导材料,它们是指在某一温度条件下,电阻变为零的导体。超导体同时具有两大特性,一是零电阻的特性,二是完全抗磁性。人类最早发...……

每天关注一些事,小编今天带大家看看天文的那些事儿

1、科学家发现常温超导体一个属于超导体的新时代即将开启

超导体同时又称为超导材料,它们是指在某一温度条件下,电阻变为零的导体。超导体同时具有两大特性,一是零电阻的特性,二是完全抗磁性。人类最早发现超导体是在1911年,荷兰科学家昂内斯首次发现汞在零下269度时电阻会消失,呈现超导状态。就在不久前,美国一位材料科学家拉塞尔·海姆利在美国物理学会的月度会议上高调的宣布,他们发现了新的超导体,有望开启一个超导体的新时代。会议上,海姆利通过大屏幕演示了新的超导体演变的全过程。这说明在高压和接近常温的条件下,LaH10不再“阻止”电子流动,变成了超导体。但是超导体不同。同时超导体具有完全的抗磁性,磁力线无法通过超导体。20世纪90年代,研究人员一直试图通过提高压力,希望借此发现新的超导体。这一发现在当时一度引起轰动,因为它转变时的温度比任何已知的,让材料具有超导性的温度都要高。现在,研究人员已经找到了常温超导体,只不过这种超导体必须存在于高压状态下。如果这一切成为事实,将改变现有的游戏规则,常温常压超导体的诞生将开启一个属于超导体的新时代。

2、研究称中子星碰撞可能是地球上重金属元素的可能来源

据外媒SlashGear报道,本周发表的一份研究论文提供了有关地球上重金属可能来源的信息。46亿年前,两颗中子星将碰撞在一起后“溅出”了一团物质,其中一些物质最终停留在我们的太阳系中。我们这个星球的黄金已经存在了很长时间,而且它并不是来自与地球其他大部分地方相同的地方。哥伦比亚大学的SzabolcsMarka和佛罗里达大学的ImreBartos在科学杂志《自然》上发表了一篇论文。该论文的重点是中子星合并,这是我们现代地球上几种重金属最可能的来源。这一事件发生在我们自己的太阳系形成之前大约8000万年。本月发布的研究报告显示,大约0.3%的地球“最重元素”来自这次中子星碰撞事件。这包括金、铂和铀。它为我们太阳系的起源和组成过程提供了明确的亮点,BVartos说道。将在化学、生物学和地质等学科内发起一种新的探索,以解决宇宙之谜。

常温超导体实现了吗 每日天文资讯精选|科学家发现常温超导体

77K(-196℃)是超导材料达到实用的最低门槛,因为用液氮就能制造超导体,相比以往用液氦和液氢来制造超低温,成本低了很多倍,所以转变温度在77K以上的叫做高温超导体。

直到1986年,两位IBM的科学家柏诺兹和缪勒,放弃以往在金属合金中寻找超导材料,转而研究不被人看好的陶瓷材料,他们发现钡铜氧化物的超导转变温度达到了35K,并发现该类物质有可能突破麦克米兰极限,他们两人也因此获得1987年诺贝尔物理学奖。

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即使是这种温度下的颗粒状超导电性也是一项了不起的成就。现在其他的科学家应该能够复制这个。

曹原登上《自然》杂志的文章,是发现双层石墨烯摆成魔角1.1°(1.05°~1.16°)时,将呈现超导现象,转变条件还需特殊的磁场,以及1.7K的超低温,并非某些媒体宣传的常温超导。

有电阻就会有电流损耗,科学家建立一个环形的超导体,然后利用磁场激发出感应电流,这个电流在环形超导体中运行了两年之久,都没有丝毫衰减的迹象,说明超导体的电阻是绝对的零。

科学家们也观察到了Meissner效应,然而,这种效应是适度低的。梅斯纳效应是指吸引场完全被超导态排出的地方,是超导性的关键证明。

如果科学家能从曹原的发现中,顺藤摸瓜分析出高温超导体的形成机制,那么距离常温常压超导的实现就不远了,或许就在接下来的几十年内,你觉得呢?

我们知道,导体之所以导电,是因为导体中存在大量的自由电子,这些自由电子定向移动形成了电流;但是自由电子在移动过程中,会受到原子以及其他电子的阻碍作用,从而使电子损失动能,然后转化为导体的内能,这就是电阻的微观原理。

Raychaudhuri教授说,“观察抗磁性的温度和当电阻接近零时是一样的。”

我们在中学熟知的欧姆定律,本质上是一个经验公式,并非严格的物理定律,只适用于纯电阻的常规情况;比如电流达到上万安培时,欧姆定律也会存在2%左右的误差。

3、当地球温度越来越高的时候,人类会不会去地下居住?

如果地球的温度越来越高,就算到地下也是没有办法居住的。你是说人类像虫子一样吗?环境被破坏啦,你躲到哪里去都不行。人类不可能到地下去居住的,因为地下会更热,而且空气也不足。每一个人的最终归宿我想都应该是地下,只不过早晚的事情。无尽的星空是人类前进的动力,所以人类应该会去寻找其他地方。不可能去地底生存,如果温度到了70度的时候,地球大气层就没了,还指望啥来呼吸啊。可能会去水里居住。总之,人类不会这么快灭亡的。去地底的可能性不大,当我们人类目前唯一的家园地球无法适合人类生存的时候,我们人类该何去何从,如果想让地球变异到不适合人类生存的时候,只要温度到达一个零界点,大气层就会消失。你去地底则更没有氧气。迁移外星球早就提出来了,去地底的论调早被否定了。肯定会有去地底生存的,但是绝大多数还是会离开地球的。普通人哪里去想这些问题。除了地球没有那个星球最适合人类,如果地球都不适合我们生存了,那就没有更合适的星球供我们生存了。不会,根据调查,地球内部的温度要比外部高,而且地下生活不利于人体健康。

常温超导体实现了吗 一个属于超导体的新时代即将开启

超导体电阻为零是一个非常反常的现象,这里指的“电阻为零”,并非指“电阻非常小,小到可以忽略”,而是说“超导体的电阻绝对为零”。

无论如何,它们应该冷却到低温,这限制了它们在我们日常生活中的使用。

现在,印度科学研究所(IISc)的科学家们首次能够在常温常压下获得超导性。大量的材料被发现经历正常到超导跃迁。但是这样的转变需要极低的温度和/或极高的压力。因此,在环境温度和压力下实现这种转变具有重要意义。

此后二十多年,无论在实验还是理论上,关于超导体的研究进展缓慢,高温超导体的产生机制一直是凝聚态物理的最大谜团;有理论物理学家预言,氢气在超高压力下(数百万个大气压)会形成金属氢,金属氢很可能具有常温超导能力。

其中“电阻率为零”是人类电力系统中梦寐以求的物质属性,如果我们能制造出常温状态下的超导体,那绝对是人类科技的一大飞跃,电子产品将变得更加小型化,可控核聚变中的磁场强度大大增加,或者在电力运输中减少损耗。

在2018年3月份的时候,一位中国青年学者曹原,在英国《自然》杂志上连刊两篇论文,引起不小轰动;12月底,曹原登上《自然》杂志“2018年十大科学人物”榜首,杂志封面用交错双层石墨烯组成“10”的字样,来暗示曹原的发现。

而曹原发现的双层石墨烯超导,更像是非常规超导,虽然最高的超导转变温度在1.7K(约-271.5℃),但是双层石墨烯只做了简单的角度旋转,就能让双层石墨烯从绝缘体到超导体的转变,这是非常不可思议的事。

在1911年,荷兰科学家Heike Kamerlingh Onnes意外地发现,当金属汞冷却到接近绝对零度的4.2K(﹣268.95℃)时,汞的电阻突然消失了,这一发现打开了人类探索超导体的大门,这位科学家也因此获得1913年诺贝尔物理学奖。

孟买塔塔基础研究所(TIFR)超导实验室的Pratap Raychaudhuri教授说:“研究结果看起来很有说服力,也很有趣。同时,这是一个令人惊讶的结果,因为两种金属——银和金——的混合物显示出了超导性。

而在曹原的实验中,石墨烯的微观结构简单,实验各参数比如磁场、温度、电流、角度等等都是可以精确控制的,这一发现给科学研究带来了新的思路,也为高温超导现象提供了研究平台,这绝对是近几十年来,超导研究领域最令人兴奋的事。

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