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常压室温超导材料的发现对我们生活会产生什么影响?

江小李白
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在 1911 年液氦温度下的超导现象被发现以来,人们就对室温超导开始了天马行空的畅想。然而在很长的一段时间里,人们并不清楚超导的机制。实验上表明,很多金属或合金在极低的温度(一般是30K以下)下,会表现出零电阻现象和完全抗磁性,这两个性质成为超导体的判断依据。直到1957年,由BCS三人提出了配对理论,这才解释了超导现象。而1968年麦克米兰则导出了更为实际的Tc公式,再结合实验参数,判定常规超导体的Tc会有一个上限,一般称为麦克米兰极限(30-40K)。不过到1986年,实验在掺杂铜酸盐中发现了超出麦克米兰极限的超导现象。这件事有两个让人深思的点,一是未掺杂铜酸盐表现为绝缘体而掺杂铜酸盐竟然会表现为超导体,二是为什么反倒会有较高的临界温度。而学术上对于这两个问题的解答,目前仍然没有统一的认识,目前没有任何一个理论能有效的指导常压下的高温超导实验。尽管如此,实验上对高温超导体一直在不断探索,并且发现了诸多传统理论无法解释的现象,一般认为是强关联效应。然而处理强关联效应,目前还没有很好的数值方法,高温超导的研究现状差不多就是这样子。

回归正题。对日常生活的影响取决于室温超导材料的性质,零电阻性和完全抗磁性。零电阻性意味着电流通过超导体时不会产生热量,那么就可以省去很多电子产品的散热元件,笔记本、手机、平板等可以做得很轻薄,功能更强大。因为没有热耗散,可以用于电力传输,真正意义上实现节约能源。由于完全抗磁性,可以设计磁悬浮列车,这样子由于列车离开地面,将不会受到来自地面的摩擦力,行驶速度更上一个台阶。你可以围绕“零电阻性”和“完全抗磁性”进行各种各样的畅想。

发布于 2023-07-28 11:35・IP 属地北京
sun
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