实验结果为制备室温超导体指明了方向

由法国能源原子能委员会的菲利普·博尔赫斯(Philippe Bourges)领导的一个法德实验科学家团队报告说,该团队已经证实了由美国宇航局杰出物理教授钱德拉·瓦尔马(Chandra Varma)提出的高温超导电性理论的核心预测加州大学河滨分校. 这一验证最终将有助于制造室温超导材料,并有助于解决关于超导性基本物理和物质涌现状态的争议性国际辩论。欧洲杯足球竞彩

Varma最初的理论是他在1989年在贝尔实验室提出的,他提出了一个激进的想法,即高温超导和相关现象发生在某些材料中,因为这些材料中的量子力学波动随着温度的降低而增加。欧洲杯足球竞彩这种决定宇宙中所有物质性质的涨落通常会随着温度的降低而减少。

Varma的理论没有解释波动的性质;他在1996年还在贝尔实验室工作时提出了一个理论,在该理论中他指出,在氧化铜材料(也称为铜氧化物)中,超导性与一种新的物质状态的形成有关,在这种状态下,电流环自发形成,从铜到氧原子再回到铜。他的理论得出结论,量子力学涨落就是这些电流环的涨落。物理学家认为电流回路中的这些波动是时间的波动。欧洲杯足球竞彩

布尔日的研究小组在涉及极化中子衍射的实验中直接观察到电流环。在这些实验中,中子束改变方向以及磁化方向的方式与束通过的材料内部电流回路的几何排列密切相关。

“目前,从事超导研究的研究人员对铜氧化物中到底发生了什么有很多争论,”瓦尔马说,他于2003年加入加州大学,1969年至2001年是贝尔实验室的研究人员。“布尔日小组的进一步实验应该有助于在科学界就铜氧化物所涉及的基础物理学达成共识。”

布尔热斯的实验结果发表在5月19日的《科学》杂志上物理评论快报.

“钱德拉Varma高温超导理论的先驱20年前发现以来,和贝尔实验室是高兴地看到确认他的微观理论的布尔日和同事的中子散射实验,”阿瑟·拉米雷斯说,主任设备物理研究在朗讯科技公司贝尔实验室。“这一理论的证实可能成为我们和其他实验室正在进行的高温超导研究的转折点。”

在布尔格的小组观察到目前的循环VARMA预测之前,由阿贡国家实验室和芝加哥伊利诺伊大学的一组科学家在2002进行的一项实验,通过在2000中提出的实验技术VARMA,间接地发现了电流回路。

加州大学物理系主任哈里·汤姆(Harry Tom)说:“两个实验在不同的技术和不同的铜酸盐化合物中得出了相同的结论,这一事实让我们对结果充满信心。”。高温超导的微观理论也可能提出制造室温超导体的方法,可能使用比铜氧化物更适于工业制造的材料欧洲杯足球竞彩

超导体是在特定温度(即临界温度)以下以接欧洲杯足球竞彩近零电阻导电的材料。超导体通常用于电力变压器和磁共振成像仪。传统的金属超导体必须在-424华氏度以下冷却才能成为超导导体。

高温超导体几乎总是某种类型的掺杂了各种元素的铜陶瓷,在高达-226华氏度的高温下导电,电阻接近于零。

1986年,瑞士科学家Georg Bednorz和Alex M|ller发现了铜、氧和其他元素化合物的高温超导性。这两位科学家因“在发现陶瓷材料超导性方面的重大突破”而被授予1987年诺贝尔物理学奖。欧洲杯足球竞彩

Bourges说:“虽然我们的结果令人兴奋,但我们的具体方法还需要另一个中子组来检验。”“我的小组计划设计精细的实验,以改进数据,并更详细地验证理论。”

http://www.ucr.edu

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