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室溫超導是什么意思?室溫超導主要應用于哪些方面?
2023-05-09 19:44:05 來源:大西洋網 編輯:

室溫超導是什么意思

室溫超導,即在室溫條件下實現的超導現象。超導現象最初是在接近絕對零度的極低溫度下觀察到的,大多數超導體也僅在接近絕對零度的溫度下工作。人類如在通常的物理條件下實現室溫超導,有望通過產熱最小化提升電導體和裝置的效率[1],并讓超導材料在生產生活中得到大規模應用,全面而又深刻地改變我們的社會。

室溫超導主要應用于哪些方面

當溫度降低到一定程度時,一些物質會進入一種奇妙的狀態——超導態。此時電阻消失了,電子在其中無阻礙地運動。這個溫度稱為超導轉變溫度。

這個特性使得超導在應用方面大有作為:沒有電阻就不會產生焦耳熱,因此可以應用于大規模集成電路,建設超導計算機;能夠承載較大電流而不會有電流損耗,可以制作高壓輸電線、超導電機等。

超導體還有兩個特征:完全抗磁性和約瑟夫森效應。

普通導體處于磁場中時,其體內會產生一個感應磁場。而處于超導態的物體,無論外磁場如何變化,其體內的磁感應強度一定為零。

磁懸浮列車就利用了這個特性。超導線圈可以承載很大的電流,成為強大的超導磁體。列車和軌道上分別裝備有超導磁體。當存在外磁場時,由于完全抗磁性,超導體內部會產生一個相反的磁場,使超導體內部的總磁感應強度為零。由此產生的斥力可以使沉重的列車懸浮在空中。通過改變軌道上磁場的取向,可以使列車保持向前運動。

約瑟夫森效應是指兩個超導體間隔很近,當距離近至原子尺度時,超導體中的電子就可以克服中間絕緣層的障礙而形成超導庫珀對,在兩個超導體之間形成超導電流,產生超導電流。利用約瑟夫森效應可以制作超導量子干涉儀,用于測量非常微小的磁信號。

常壓條件下的室溫超導一直是有待摘取的“圣杯”,而今這一成果對超導現象的探索乃至實現能夠應用的室溫超導,都具有重要指導意義。

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