超導體,或許對讀者而言是一個新奇的、未曾聽說過的名詞。
其特性為具有高度抗磁性及零電阻導電性。
有何特別的呢?
高度的抗磁性使其在磁懸浮列車、粒子加速器、托卡馬克裝置(核融合反應實驗)……,具有高度實用性。
零電阻導電性則在量子電腦研究其中一個分支、電力傳輸及儲存系統……,有巨大可能性。
要提及超導體,不免需要介紹其歷史發展。
1911年荷蘭物理學家歐尼斯發現「汞」在4.2k(克耳文溫度)下具有超導特性,成為第一個超導材料。
1986年,瑞士物理學家米勒及德國物理學家彼得諾滋發現銅氧化合物超導體,即是高溫超導體(僅是相對過往超導材料所需溫度)。
至今常壓下超導溫度最高的是1993年發現的汞鋇鈣銅氧超導體,其所需溫度為135k(克耳文溫度)。
理論發展上,美國物理學家約翰•巴丁、利昂•庫珀、約翰•施里弗於1957年提出BCS理論。給出了低溫超導體理論上的解釋,它提出金屬中自旋與動量相反的電子可以配對形成「庫珀對」。庫柏可在晶格當中無損耗的運動,形成超導電流。
然而該理論尚無法解釋第二類超導體(例如:銅氧化物和鐵基超導體)高溫超導範圍。
在過去研究中也有嘗試提高超導溫度,常見手法為提供高壓。然而需要極端環境的超導材料,難以提供實用性。
這也是物理學家們追求室溫超導體的原因之一。
於是當韓國研究團隊發表出LK-99為常溫常壓超導材料時,才會引起如此熱烈的討論。
依據韓國研究團隊所提出論文,此材料合成方法門檻不高。僅需數天即可製造。
然而中國研究院的實驗結果表明,超導現象發生可能來源於副產物硫化亞銅。硫化亞銅已知會在377k(克耳文溫度)出現結構相變並伴隨電阻極具下降。
LK-99的認證實驗仍需各國團隊持續進行,尋找室溫超導體的過程仍需努力。
即便LK-99並暫時未提供室溫超導體實質進展,但此事件仍有好的影響。
此次事件再次提醒學界實驗、實證精神的重要性,同時也有意無意間推廣了此研究領域。相信未來將有更多研究者投入,未嘗不是一件美事。
----------------------------分隔線---------------------------
資料來源:
https://pansci.asia/archives/371166
https://pansci.asia/archives/368980#google_vignette242Please respect copyright.PENANA5KAQF4Vijj
https://zh.m.wikipedia.org/wiki/%E9%AB%98%E6%BA%AB%E8%B6%85%E5%B0%8E242Please respect copyright.PENANAlYNasDOb5L
https://zh.m.wikipedia.org/zh-tw/%E7%AC%AC%E4%BA%8C%E7%B1%BB%E8%B6%85%E5%AF%BC%E4%BD%93242Please respect copyright.PENANADLr9HqcuM3