一條勁爆消息來了,物理學家苦苦尋找了100多年的理想超導體,今天終于誕生了,根據(jù)報道,理想超導體能在常溫常壓下呈現(xiàn)出“超導狀態(tài)”,媒體紛紛表示,人類超導材料獲得“突破性”進展,未來世界將會因此而改變。
超導體很多人都知道吧,一種神奇的導電材料,與普通導電材料所不同的是,超導材料電阻為零,也就是說,無論超導材料有多長,電流都不會在超導材料內發(fā)生任何損耗,所以超導材料的潛力非?捎^。
超導體不是新鮮的物理學名詞,在物理學中,導電體電阻測量值低于10-25Ω就可以被認為是超導體,早在1911年,荷蘭科學家海克·卡末林·昂內斯首次發(fā)現(xiàn)了超導體汞,汞另一個名字叫水銀,當溫度低于-268.95°C時,水銀電阻突然降至0,呈現(xiàn)超導狀態(tài)。
昂內斯的發(fā)現(xiàn)當時轟動全世界,后來,越來越多的科學家開始尋找超導體,隨著時間的推移,物理學家發(fā)現(xiàn)了越來越多的超導體,比如銅氧超導體、鐵基超導體、硼化鎂超導體等。
超導體具備“零電阻”和“完全抗磁性”兩個特性,零電阻是批電阻為0,完全抗磁性是指,將超導體置于磁場之中,磁力線卻無法穿過超導體,超導體內部磁場為零,這就是物理學中著名的邁斯納效應。
有沒有發(fā)現(xiàn),所有的超導體都無法在常溫常壓下呈現(xiàn)超導狀態(tài),要么需要極低溫環(huán)境,要么需要極低溫環(huán)境,還需要極高壓環(huán)境,這一苛刻條件就限制了超導材料發(fā)揮最大的作用。
到現(xiàn)在估計很多人都不太知道超導材料的用途,說明了超導材料應用并不是非常廣泛,自從昂內斯發(fā)現(xiàn)超導體以來,物理學家一直努力地尋找比較理想的超導材料,沒想到今天終于制造出來了。
2023年7月22日,韓國首爾科學家李石培、金智勛、權英完發(fā)表在著名科學雜志arXiv的一篇論文稱,他們合成了世界上第一個室溫常壓超導體,名為“鉛磷灰石 (LK-99)”。
鉛磷灰石,聽這個名字好像是自然物質,但是自然界中并沒有這種物質,根據(jù)李石培等人的說法,混合了含有鉛、氧、硫和磷的粉末化合物,高溫加熱幾小時后粉末發(fā)生化學反應,生成深灰色固體物,它是室溫常壓超導體。
鉛磷灰石不愧是理想中的超導體,最大的亮點是它的超導臨界溫度,眾所周知,超導材料都有一個臨界溫度,當溫度低于臨界溫度時呈現(xiàn)神奇的超導狀態(tài)。
所有超導材料的臨界溫度都很低,有的超導材料需要-100℃以下,有的需要-200℃以下,但是鉛磷灰石臨界溫度為127°C,只要溫度低于127℃,鉛磷灰石就能呈現(xiàn)出超導狀態(tài)。
地球一年雖有四季之分,但人類居住區(qū)溫度都在50℃以下,所以在常溫環(huán)境下,鉛磷灰石都是超導體,另外,鉛磷灰石出現(xiàn)超導狀態(tài)也沒有壓力要求,普通大氣壓下就行,這簡直是想中的超導體。
目前,因為超導材料對環(huán)境要求較高,其應為只有三大類,強電應用、弱電應用和抗磁性應用。
強電應用,比如超導發(fā)電機,效率很高。
弱電應用,比如超導計算機,如果所有芯片都使用超導材料,那么發(fā)熱量很小,節(jié)能還能提高算力。
抗磁性應用,比如超導磁懸浮列車,利用磁體和超導體的排斥力讓列車懸浮。
看見了嗎,目前超導材料并不是非常廣泛,因為是存在一定的局限性,現(xiàn)在常溫常壓超導材料來了,很快將會被世界廣泛應用,智能AI、超級計算機、軍工、航天等領域都會用上。
合成常溫常壓超導體可以說是物理學突破性進步,有媒體認為,2023年的諾貝爾物理學獎少不了常溫常壓超導材料的發(fā)現(xiàn)者。
但也有媒體對鉛磷灰石真實性表示懷疑,媒體認為,可能是韓國科學家對鉛磷灰石太過樂觀,它到底是不是超導體,我們就用時間來論證,我很希望它是真理想超導體,世界因它而發(fā)生改變。