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科学家研究高温超导体原子机制
时间:2022-09-21 16:10:00            字体[       ] [ 打印 ]
  据Mining.com网站报道,一个国际研究团队发现了高温超导体背后的原子机制,对于超高效电力具有革命性意义。

  在发表于美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Science)的论文中,研究者解释称,某些氧化铜材料在高温下比传统超导体显示出更强的能力。然而,自从1987年发现其背后的机制以来,其研究进展缓慢。

  为了对此进行研究,该小组开发了两种新的显微镜技术。第一种是测量铜和氧原子轨道之间的能量差,他们与其位置有关。第二种方法是测量单个氧原子和单个铜原子电子对波函数的幅度,即超导的强度。

  首席研究员西穆斯·戴维斯(Séamus Davis)在媒体声明中称,“通过超导强度,即轨道能量差函数的可视化,我们实现人类历史上首次在原子尺度上对高温超导的主要理论之一进行验证或否定所需的关系开展精确测量”。

  正如理论所预测的那样,结果表明相邻氧原子和铜原子之间的电荷转移能量差异与超导强度之间存在定量的反比关系。

  研究小组称,这一发现有可能实现在研发室温条件下超导体方面的历史性突破。其影响深远,特别是在磁悬浮列车、核聚变反应堆、量子计算机、高能粒子加速器的应用,更不用说高效能量输送和存储。

  科学家解释说,在超导材料中,电阻能降到最低,因为携带电流的电子绑定在一起形成稳定的“库珀对”。

  在低温超导体中,库珀对通过热振动保持在一起,但随着温度升高,它们变得非常不稳定。新的研究结果表明,在高温超导体中,库珀对通过磁相互作用保持在一起,电子对通过介入氧原子的量子力学通信保持在一起。

  “近40年来,这一直是物理学研究的圣杯问题之一”,戴维斯称。“许多人认为,与电力一样,廉价、稳定可供的室温超导体将给人类文明带来一次新的革命”。

 

 

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