【物理学】关于超导体
然而，自20世纪80年代初以来，人们发现了新的材料。这种新材料可以在更接近常温的温度下形成超导体。为了在这些物质的基础上获得超导体，各个国家都在进行各种研究。这种材料不同于传统材料，因为它不需要冷却系统。
超导现象是在11年由黑克·卡默林赫·昂内斯(1853-1926)发现的。几十年来，没有人能解释。半个世纪后理论上出现了一个令人信服的解释，即物理学家约翰·巴丁(晶体管的发明者之一)、莱昂·库珀和约翰·施里弗在1957年宣布的“BCS理论”。电流是一种在金属离子，也就是带额外正电荷的原子周围流动的自由电子。电阻的原因是离子阻碍了电子的流动，这是原子本身的热振动和空间位置的不确定性造成的。
在超导体中，电子成对结合形成所谓的“库珀对”，每个库珀对都以单个粒子的形式存在。这些粒子一起流动，不考虑金属离子的阻力，就好像它们是液体一样。这样，任何潜在的阻力因素实际上都被中和了。
普通导体会发生什么？
上图形象化了电传导的概念，就像球体(电子)的运动一样。它在一个斜面上流动(斜面相当于导体)。障碍物代表金属离子的不规则网络结构，它们不允许电子自由流动。这就是阻力形成的原因。电子与总离子碰撞，输出部分能量，进而转化为热量。
超导体会怎么样
超导体中的电子在所谓的“库珀对”中聚集在一起，它们表现为单个粒子，这与气体分子可以聚集成液体的原因相同。超导电子整体上是以液体的形式表示的。虽然有金属离子的摆动和金属离子网络的不规则造成的障碍，但仍然可以不受影响的自由流动。
超导体
超导体和气体液化是19世纪物理学的热点课题之一。1911年，艾格尼丝发现水银在42K左右的低温下电阻急剧下降，以至于完全消失(即电阻为零)。1913他在一篇论文中首次用“超导”一词来表达这一现象。艾格尼丝因在低温下研究物质性质和液化氦方面的成就获得1913诺贝尔物理学奖。
直到50年后，人们才有了突破。“BCS”理论标志着超导理论现代阶段的开始。“BCS”理论最早由美国物理学家巴丁、库珀和施里弗于1957年提出，并以三位科学家的首个大写字母命名。这个理论的核心是计算超导体中存在* * *振动态，即存在“电子对”。
65438-0962年英国剑桥大学研究生约瑟夫森根据BCS理论预言，被薄绝缘层隔开的两个超导材料之间会有电流通过，即一个“电子对”可以穿过薄绝缘层(隧道效应)；同时还存在一些特殊现象，如电流通过薄绝缘层时不需要施加电压。如果施加电压，电流将停止并产生高频振荡。这种超导物理现象被称为“约瑟夫森效应”。这一效应在美国贝尔实验室得到了证实。约瑟夫森效应强烈支持BCS理论。因此，巴丁、库怕和施里弗获得了1972诺贝尔物理学奖。约瑟夫森获得了1973诺贝尔物理学奖。
德国物理学家伯诺兹和瑞士物理学家缪勒从1983开始专心研究稀土氧化物的超导性。1986年，他们终于发现了一种氧化物材料，其超导转变温度比以前的超导材料高12度。这一发现导致了超导研究的重大突破。美国、中国、日本等国科学家潜心研究，很快发现了在液氮温度范围内(低于- 196C)具有超导性的陶瓷材料，随后又不断发现具有高临界温度的超导材料。这为超导的应用提供了条件。帕诺兹和缪勒也获得了1987诺贝尔物理学奖。
超导体占主导地位。
柯宝泰
超导体最重要的特点是电流通过时电阻为零。有一些类型的金属(尤其是钛、钒、铬、铁和镍)。当它们被置于特别低的温度下时，电流通过它们时的电阻为零。在普通导体中，通过导体的电流大部分由于电阻而变成热能，因此被“消耗”掉了。在超导体中，实际上没有电阻，所以电流一旦接通，理论上就永远不会中断。在由超导体制成的电磁铁(线圈，电流通过时产生电磁场)组成的电路中，理论上只有一个电流送入，这样电磁场才能持续。当然，实际上是有损耗的，所以不可能实现这种“永动机”，我们还得考虑必要的能量输入，使超导体能维持产生零电阻现象所需的底温状态(即-269℃，比绝对零度高4℃)。
然而，自20世纪80年代初以来，人们发现了新的材料。这种新材料可以在更接近常温的温度下形成超导体。为了在这些物质的基础上获得超导体，各个国家都在进行各种研究。这种材料不同于传统材料，因为它不需要冷却系统。
超导现象是在11年由黑克·卡默林赫·昂内斯(1853-1926)发现的。几十年来，没有人能解释。半个世纪后理论上出现了一个令人信服的解释，即物理学家约翰·巴丁(晶体管的发明者之一)、莱昂·库珀和约翰·施里弗在1957年宣布的“BCS理论”。电流是一种在金属离子，也就是带额外正电荷的原子周围流动的自由电子。电阻的原因是离子阻碍了电子的流动，这是原子本身的热振动和空间位置的不确定性造成的。
在超导体中，电子成对结合形成所谓的“库珀对”，每个库珀对都以单个粒子的形式存在。这些粒子一起流动，不考虑金属离子的阻力，就好像它们是液体一样。这样，任何潜在的阻力因素实际上都被中和了。
普通导体会发生什么？
上图形象化了电传导的概念，就像球体(电子)的运动一样。它在一个斜面上流动(斜面相当于导体)。障碍物代表金属离子的不规则网络结构，它们不允许电子自由流动。这就是阻力形成的原因。电子与总离子碰撞，输出部分能量，进而转化为热能。
超导体会怎么样
超导体中的电子在所谓的“库珀对”中聚集在一起，它们表现为单个粒子，这与气体分子可以聚集成液体的原因相同。超导电子整体上是以液体的形式表示的。虽然有金属离子的摆动和金属离子网络的不规则造成的障碍，但仍然可以不受影响的自由流动。
早就知道金属的电阻会随着温度的降低而降低，但温度接近绝对零度时电阻会降低到什么程度就不得而知了。为了弄清这个问题，荷兰物理学家Anis (1853 ~ 1926)开始研究极低温下的金属电阻。1911年，他在测量水银在低温下的电阻时，发现水银的电阻并没有像预期的那样随着温度的降低而不断降低，而是在温度降到-269℃左右时突然完全消失。后来发现，有些金属或合金，当温度下降到一定温度时，电阻也会变为零。这种现象叫做超导，能够超导的物质叫做超导体。物质电阻变为零的温度称为该物质的超导转变温度或超导临界温度，用TC表示。一种物质在TC以下具有超导性，在TC以上失去超导性。
超导体的发现在科学技术上具有重大意义。例如，由于现代生产的发展，对电能的需求迅速增加。据统计，几乎每10年，对电能的需求就会翻一番。而输电线路是有电阻的，由于电流的热效应，传输电路上损失的电能大约超过。如果我们能在室温下找到超导材料，我们就可以在发电、输电和电机中大规模利用超导特性，这将引起现代技术各个领域的巨大变革。因此，室温超导体的研究是目前的一个重要课题。即使没有室温超导体，寻找转变温度更高的超导体也具有重要意义。在这方面，我国的研究工作处于世界前列，在1989发现了TC为-141℃的超导材料，是高临界温度超导体研究的重大突破。