常溫超導(dǎo)實現(xiàn)的意義

常溫超導(dǎo)實現(xiàn)的意義_室溫超導(dǎo)的意義

高溫超導(dǎo)體一般是指超導(dǎo)的臨界溫度比液氮溫度(零下196度)要高的物體，下面是小編為大家整理的常溫超導(dǎo)實現(xiàn)的意義，僅供參考，喜歡可以收藏分享一下喲!

什么是“室溫超導(dǎo)”

羅會仟先解釋了“超導(dǎo)現(xiàn)象”，他說：“超導(dǎo)是零電阻，沒有損耗，通電不會發(fā)熱?！蓖ǔＧ闆r下，電流從物體中穿過會產(chǎn)生消耗。如果物體的電阻越小，這個物體的導(dǎo)電性就越強。所謂超導(dǎo)現(xiàn)象，就是一種特殊“零電阻+完全抗磁性”物理現(xiàn)象。1911年春，荷蘭物理學家?？恕た┝帧ぐ簝?nèi)斯驚喜地發(fā)現(xiàn)在零下269℃的環(huán)境中，汞的電阻降為零，他把這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)性。

然而，這些材料只能在超低溫下失去阻力，這限制了實際應(yīng)用。幾十年來，科學家們一直在尋找在室溫下工作的超導(dǎo)體。如果室溫超導(dǎo)研究被證實，那么超導(dǎo)材料將可能在生產(chǎn)生活中得到大規(guī)模應(yīng)用。

室溫超導(dǎo)的意義

如果可以在室溫下實現(xiàn)超導(dǎo)，這將有許多潛在的應(yīng)用，其中包括：

更高效的電力輸送：超導(dǎo)材料可以在電阻極低的條件下傳輸電流，這意味著它們可以用來構(gòu)建更加高效的輸電線路。

更節(jié)能的電子設(shè)備：超導(dǎo)材料可以用來制造更加節(jié)能的電子設(shè)備，這是因為它們可以在極低的能量消耗下運行。

更高速的計算機：超導(dǎo)材料可以用來制造更加快速的計算機，這是因為它們可以在更高的頻率下運行。

更加精確的醫(yī)療成像：超導(dǎo)材料可以用于構(gòu)建更加精確的磁共振成像(MRI)儀器，這將有助于提高醫(yī)學影像診斷的精度。

室溫超導(dǎo)應(yīng)用

當溫度降低到一定程度時，一些物質(zhì)會進入一種奇妙的狀態(tài)——超導(dǎo)態(tài)。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(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。

這個特性使得超導(dǎo)在應(yīng)用方面大有作為：沒有電阻就不會產(chǎn)生焦耳熱，因此可以應(yīng)用于大規(guī)模集成電路，建設(shè)超導(dǎo)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(dǎo)電機等。

超導(dǎo)體還有兩個特征：完全抗磁性和約瑟夫森效應(yīng)。

普通導(dǎo)體處于磁場中時，其體內(nèi)會產(chǎn)生一個感應(yīng)磁場。而處于超導(dǎo)態(tài)的物體，無論外磁場如何變化，其體內(nèi)的磁感應(yīng)強度一定為零。

磁懸浮列車就利用了這個特性。超導(dǎo)線圈可以承載很大的電流，成為強大的超導(dǎo)磁體。列車和軌道上分別裝備有超導(dǎo)磁體。當存在外磁場時，由于完全抗磁性，超導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)生一個相反的磁場，使超導(dǎo)體內(nèi)部的總磁感應(yīng)強度為零。由此產(chǎn)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(yīng)是指兩個超導(dǎo)體間隔很近，當距離近至原子尺度時，超導(dǎo)體中的電子就可以克服中間絕緣層的障礙而形成超導(dǎo)庫珀對，在兩個超導(dǎo)體之間形成超導(dǎo)電流，產(chǎn)生超導(dǎo)電流。利用約瑟夫森效應(yīng)可以制作超導(dǎo)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(dǎo)一直是有待摘取的“圣杯”，而今這一成果對超導(dǎo)現(xiàn)象的探索乃至實現(xiàn)能夠應(yīng)用的室溫超導(dǎo)，都具有重要指導(dǎo)意義。