近日,有韩国科学家团队宣称发现了全球首个室温超导材料——“改性铅磷灰石晶体结构(LK-99)”。这一“重磅”再次引爆了物理学界。据悉LK-99是由铅磷灰石稍加变动的六方结构,引入了少量的铜,使其六方结构可以在127摄氏度以下表现出超导性;就在这支韩国团队的研究真假还未有定论之际,美国研究公司迅速跟进,不仅也宣称发现了室温超导体,还称已经获得了相关专利。
什么是超导?
超导是指物质在特定条件下达到超低温,电阻变为零的状态,称为超导态。这种现象是由于电子以及其他载流子形成一种无阻力电流的行为,常发生在超导体中。零电阻是超导体的基本特征之一,此外一个重要的基本特征则是迈斯纳效应。继昂内斯上述发现20余年后,迈斯纳在研究测量中发现,材料处于超导态时,其内部磁场为零,展现出完全抗磁性,这也就被称为迈斯纳效应。超导现象被认为是20世纪最伟大的发现之一。
超导的历史进程可以追溯到1911年,荷兰物理学家海克·卡迈林格发现在液氦温度以下,汞的电阻突然消失。1962年,法国物理学家比安琪发现铅也在极低温下呈现超导现象。
超导的机理是什么?
超导是指某些物质在低温下表现出零电阻和完全抗磁性的现象。其机理基于电子之间的库伦相互作用和晶格振动。在超导材料中,电子在形成库珀对的过程中通过晶格振动来吸引彼此,导致电子之间形成强耦合。这样,电子可以以对的形式在材料中无阻碍地流动,从而产生零电阻。这样的物质,就好像不再是许许多多的粒子组成的,而像是一个整体,肉眼可见的宏观物体可以用一个波函数来描述了,就好像我们的社会当中每个人都没有了自己的思想,全都向着一个方向进行“伟大的进军”。超导的机理还涉及到众多复杂的理论和研究,不过以上是一个简要的概述。值得注意的是,超导材料需要在极低的温度下才能表现出这些特性,这对于其应用和研究将会带来挑战。
同时超导技术在现代金融领域有一定应用,尤其在高频交易和量子计算方面。超导材料的零电阻特性可以用于提高金融交易系统的效率和速度,从而优化交易策略。此外,超导技术在量子计算方面也有巨大潜力,可以加速复杂金融模型的计算过程,提高风险管理和投资决策的准确性。
接下来会有更多的复现实验结果出来。全世界研究者将合力验证这次人类究竟能不能摘下室温超导圣杯,进入全新的纪元。
为什么人类如此渴望室温超导?
有分析认为“如果有人能够攻破室温常压超导,并最终实现商用,其巨大的价值很有可能开启第四次工业革命。”——能源利用效率极大增长,无需再开采化石能源,环境得到保护,人工智能飞速发展……
“超导体”能够在特定温度下保证电阻为零,具有零电阻、完全抗磁性等特征,能被广泛应用于储能、磁悬浮列车、电力输送、核磁共振等领域。
同时室温超导意味着超长距离无损耗输电得以实现,这将引起全球电力网络的新一轮的基建狂潮,除此之外超导磁体、超导电缆、超导磁悬浮列车等方面均将有所突破。
以磁悬浮列车为例,日本的低温超导型磁悬浮技术,利用超导材料做成超导线圈,通过在车厢上安装制冷机,保证超导线圈能够处于低温超导状态。
当有电流传输通过导体,导体不发热,电流几乎不损耗,而通电产生的磁力能让列车保持上浮,并向前推进。然而,超导所需的超低温度,成为相关技术推广普及的痛点。
最开始,超导体需要接近绝对零度的低温,一般要用液氦实现,每公斤要一两百元;而后来出现的“高温超导”(此处特指临界温度进入液氮温区的超导体)用液氮就可以实现,每公斤4元,成本和矿泉水差不多。
总结:如果我们能够在日常生活中随意使用一种电阻为零、具有完全抗磁性的材料,这个世界将会完全不同。我们的能源问题能得到极大的缓解,效率极高的超导电池也将成为现实;磁悬浮列车也不再是少数城市明信片,更加低廉的造价会让它成为民众的日常出行方式;电子元器件将因为电阻的消失不再产热,散热将不再成为电子系统的瓶颈等等,其巨大的应用价值很有可能开启第四次工业革命。。。
什么是超导?
超导是指物质在特定条件下达到超低温,电阻变为零的状态,称为超导态。这种现象是由于电子以及其他载流子形成一种无阻力电流的行为,常发生在超导体中。零电阻是超导体的基本特征之一,此外一个重要的基本特征则是迈斯纳效应。继昂内斯上述发现20余年后,迈斯纳在研究测量中发现,材料处于超导态时,其内部磁场为零,展现出完全抗磁性,这也就被称为迈斯纳效应。超导现象被认为是20世纪最伟大的发现之一。
超导的历史进程可以追溯到1911年,荷兰物理学家海克·卡迈林格发现在液氦温度以下,汞的电阻突然消失。1962年,法国物理学家比安琪发现铅也在极低温下呈现超导现象。
超导的机理是什么?
超导是指某些物质在低温下表现出零电阻和完全抗磁性的现象。其机理基于电子之间的库伦相互作用和晶格振动。在超导材料中,电子在形成库珀对的过程中通过晶格振动来吸引彼此,导致电子之间形成强耦合。这样,电子可以以对的形式在材料中无阻碍地流动,从而产生零电阻。这样的物质,就好像不再是许许多多的粒子组成的,而像是一个整体,肉眼可见的宏观物体可以用一个波函数来描述了,就好像我们的社会当中每个人都没有了自己的思想,全都向着一个方向进行“伟大的进军”。超导的机理还涉及到众多复杂的理论和研究,不过以上是一个简要的概述。值得注意的是,超导材料需要在极低的温度下才能表现出这些特性,这对于其应用和研究将会带来挑战。
同时超导技术在现代金融领域有一定应用,尤其在高频交易和量子计算方面。超导材料的零电阻特性可以用于提高金融交易系统的效率和速度,从而优化交易策略。此外,超导技术在量子计算方面也有巨大潜力,可以加速复杂金融模型的计算过程,提高风险管理和投资决策的准确性。
接下来会有更多的复现实验结果出来。全世界研究者将合力验证这次人类究竟能不能摘下室温超导圣杯,进入全新的纪元。
为什么人类如此渴望室温超导?
有分析认为“如果有人能够攻破室温常压超导,并最终实现商用,其巨大的价值很有可能开启第四次工业革命。”——能源利用效率极大增长,无需再开采化石能源,环境得到保护,人工智能飞速发展……
“超导体”能够在特定温度下保证电阻为零,具有零电阻、完全抗磁性等特征,能被广泛应用于储能、磁悬浮列车、电力输送、核磁共振等领域。
同时室温超导意味着超长距离无损耗输电得以实现,这将引起全球电力网络的新一轮的基建狂潮,除此之外超导磁体、超导电缆、超导磁悬浮列车等方面均将有所突破。
以磁悬浮列车为例,日本的低温超导型磁悬浮技术,利用超导材料做成超导线圈,通过在车厢上安装制冷机,保证超导线圈能够处于低温超导状态。
当有电流传输通过导体,导体不发热,电流几乎不损耗,而通电产生的磁力能让列车保持上浮,并向前推进。然而,超导所需的超低温度,成为相关技术推广普及的痛点。
最开始,超导体需要接近绝对零度的低温,一般要用液氦实现,每公斤要一两百元;而后来出现的“高温超导”(此处特指临界温度进入液氮温区的超导体)用液氮就可以实现,每公斤4元,成本和矿泉水差不多。
总结:如果我们能够在日常生活中随意使用一种电阻为零、具有完全抗磁性的材料,这个世界将会完全不同。我们的能源问题能得到极大的缓解,效率极高的超导电池也将成为现实;磁悬浮列车也不再是少数城市明信片,更加低廉的造价会让它成为民众的日常出行方式;电子元器件将因为电阻的消失不再产热,散热将不再成为电子系统的瓶颈等等,其巨大的应用价值很有可能开启第四次工业革命。。。