物理学家因解释超导性和超流动性而荣获诺贝尔奖

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三位科学家因帮助阐明物质在极低温度下的奇异行为而分享了今年的诺贝尔物理学奖。 颁奖委员会表彰了维塔利·金兹堡、阿列克谢·阿布里科索夫和安东尼·莱格特这三位科学家,以表彰他们“对量子物理学中的两种现象:超导性和超流动性做出的决定性贡献”。

超导材料可以无电阻或能量损失地传导电流。 存在两种主要的超导体类型。 所谓的 I 型超导体可以排斥磁场,但如果磁场超过一定极限,它们就会失去超导性; 解释它们工作原理的理论赢得了 1972 年的诺贝尔物理学奖。 相比之下,II 型超导体即使在强磁场中也保持其超导特性。 今年的奖项表彰了莫斯科物理问题研究所的金兹堡(上图,中间)和现在在阿贡国家实验室(上图,左)的阿布里科索夫提出的解释这些 II 型材料如何工作的理论。 尽管这些想法最初是在 20 世纪 50 年代提出的,但委员会指出,“它们在具有全新特性的材料的快速发展中获得了新的重要性。”

1000 万瑞典克朗奖金的第三部分颁给了伊利诺伊大学的莱格特(上图,右),以表彰他近 30 年前提出的解释超流动性的理论,超流动性是指流体在流动时不会因摩擦而损失能量的能力。 氦的超流动性在 2.7 开尔文时出现,最早在 1938 年被观察到。 在 20 世纪 60 年代,科学家们在一种罕见的氦同位素中证明了这种现象,该同位素具有两个质子和一个中子 (3He),温度低 1000 倍,这一壮举赢得了 1996 年的物理学诺贝尔奖。 莱格特今年因其描述 3He 原子在超流体状态下如何相互作用的理论而获得表彰。 委员会认为,莱格特的理论也被证明在其他领域很有用,例如粒子物理学和宇宙学。

Resistance in High-Temperature Superconductors," by David J. Bishop, Peter L. Gammel, and David A. Huse (大众科学,; February 1993) is available for purchase from 大众科学 Digital.

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