科学家发现世界上第一个在自然界中发现的“非常规”超导体
很少有材料具有不可思议的天赋,可以承载几乎没有电阻的电流,这就是所谓的超导电性.其中最小的少数可以在自然界中找到。
科学家们发现,一种具有自然界中发现的公式的材料能够在低温下超导,而无需使用典型的量子诡计,使其成为第一个非常规超导体同类。
超导体令人着迷,也非常有用,因为它们在不损失能量的情况下导电。这通常要归功于它们的电子在所谓的库珀对,使它们能够相对轻松地穿过一堆原子。
非常规超导体中的库珀对以早期超导模型中没有描述的方式连接起来,这也意味着它们出现在更高的温度下。
通过一系列详细的实验室测试,一个国际研究小组发现,矿物瘴气——已知是超导体– 可以显示非常规的特性超导体.
这种瘴气存在于自然界中,并且是科学家可以在实验室中合成的东西,这使得它更加罕见。然而,值得指出的是,在自然界中发现的任何瘴气碎片都不太可能具有作为非常规超导体所需的纯度。
“直觉上,你认为这是在集中搜索过程中故意产生的东西,它不可能存在于自然界中,”说来自爱荷华州立大学的物理学家鲁斯兰·普罗佐罗夫。“但事实证明确实如此。”
使用三种不同的测试来确定瘴气的非常规超导性,包括伦敦穿透深度测试,测量材料对弱磁场的反应。
另一项测试涉及在材料中产生缺陷,这可能会影响其温度成为超导体.与传统的超导材料相比,非常规超导体对这些缺陷引起的无序更加敏感。
这一发现是寻找新的、新颖的材料以推进量子科学等领域的努力的一部分。这导致团队发现瘴气(Rh17S15),它结合了高熔点元素 (铑) 与挥发性元素 (硫).
“与纯元素的性质相反,我们一直在掌握这些元素混合物的使用,这些混合物允许晶体以最小的蒸气压低温生长,”说来自爱荷华州立大学的物理学家保罗·坎菲尔德。
“这就像找到一个隐藏的钓鱼洞,里面装满了肥美的大鱼。在Rh-S系统中,我们发现了三种新的超导体。
超导体已经广泛用于以下技术中:MRI扫描仪和大型粒子加速器,但这里还有更多的潜力。鉴于瘴气的独特性质,它可能是这种潜力的重要组成部分——尤其是以其纯净的合成形式。
非常规超导体可能很复杂,但它们也令人兴奋,因为它们承诺解锁新发现在物理学和超导技术的新用途中。
“揭示非常规超导背后的机制是超导体经济合理应用的关键,”说普罗佐罗夫。
该研究已发表在宣传材料.