绝对英雄:海克·昂内斯发现超导现象一百周年 [幻灯片展示]

在发现无电阻导电材料一个世纪后,其应用仍然令人失望地有限。这种情况可能即将改变

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1911年4月8日,在荷兰莱顿低温实验室,海克·卡末林·昂内斯和他的合作者将一个汞毛细管浸入液氦中,观察到当温度达到约3开尔文,即绝对零度以上3度(约–270摄氏度)时,汞的电阻降至零。

这种“超导”现象是最早被发现的量子现象之一,尽管当时量子理论还不存在。在随后的几十年里,理论学家们得以将量子物理学建立在坚实的基础上并解释了超导现象。自那时起,研究人员发现了在越来越高的温度下呈现超导性的新材料族:目前记录保持者在138K的温度下工作。

那么,我的磁悬浮列车呢?


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的确,超导体的承诺——不浪费能量的电网、在无需过热的情况下以不可思议的千兆赫速度运行的计算机,以及是的,在磁场上悬浮的列车——尚未完全实现。

尽管如此,超导体使得建造磁共振成像机的强大磁铁成为可能,这仍然是迄今为止该现象最重要的商业应用。科学家们每天都在高级实验中使用超导体。例如,位于日内瓦的大型强子对撞机中的粒子加速器依靠超导线圈产生磁场,从而引导和聚焦质子束。科学界最精确的一些测量归功于超导量子干涉器件(SQUID)。

最后,超导输电线路已经出现。基于高温超导体的电线(采用液氮制冷技术,在技术上比液氦制冷技术更简单且更便宜)最近已上市。一家韩国公用事业公司计划大规模安装它们。一些美国科学家现在表示,与建造传统的输电系统相比,获得建造国家超导超级电网的许可可能更容易。

这个幻灯片展示回顾了昂内斯的发现以及随后的里程碑。

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