超导体历史的介绍

上周韩国的研究团队发表了一篇有关常温超导体的论文，意外掀起了全球热超导的热潮，今天我们也来趁一下热度，介绍一下超导体的历史吧！

为什么超导体那么让人期待

超导体是一种令人惊叹的物理现象，它在特定条件下能够表现出零电阻和完全排斥磁场的性质。意思即是在电流传输的过程中，只要没有人为的介入，电流能实现永不衰减，免除所有输电线路传输损耗、大幅降低发电量需求。

这一领域的发展历程纠缠着许多著名的科学家、重要的实验发现和理论突破。让我们一同探索超导体历史的轨迹，了解它是如何从一个神秘的现象渐渐被揭示和应用的。

超导体历史

超导体的历史可以追溯到19世纪末。 在1881年，荷兰物理学家海克·康士坦丁·安德瑞斯·莱登（Heike Kamerlingh Onnes）成功地将氦冷却到接近绝对零度（-273.15°C或0K）。 在接近绝对零度的低温环境下，莱登意外地观察到某些金属的电阻突然消失了，这是超导体现象的首次发现。 莱登继续深入研究，发现这种现象并不仅仅局限于金属，还包括一些化合物和合金。

然而，超导体的奥秘并未在当时被充分理解。 直到1933年，瑞士物理学家瓦尔特·迪斯尼（Walter Meissner）和罗伯特·奥肯贝尔（Robert Ochsenfeld）合作提出了著名的迪斯尼-奥肯贝尔效应，这一效应揭示了超导体对磁场的排斥作用，也就是所谓的「迪斯尼效应」。 这项发现不仅丰富了对超导体的理解，还为后来的超导体应用提供了基础。

随着对超导体的研究深入，科学家们开始努力解释超导体现象的本质。 1957年，约翰·巴登（John Bardeen）、雷纳德·库珀（Leon Cooper）和罗伯特·舍里佩尔（Robert Schrieffer）提出了著名的BCS理论，该理论解释了超导体电子配对的机制。 BCS理论成为了理解低温超导体行为的重要框架，并为超导体研究奠定了理论基础。

然而，早期的超导体只能在极低温下才能表现出超导现象，这限制了它们的实际应用。 直到1986年，高温超导的发现引起了科学界的轰动。 由于研究团队包括瑞士物理学家乔治·贝德纳、德国物理学家K·亚历山大·穆勒（K. Alex Müller）和美国物理学家J·乔治·贝德纳（J. Georg Bednorz），他们发现了铜氧化物类的化合物可以在相对较高的温度下实现超导。 这一突破意味着超导体可能不再仅限于极低温环境，而有望在更实际的应用中发挥作用。

自那时以来，高温超导体的研究取得了长足的进展。 科学家们发现了多种高温超导材料，并且逐步解开了高温超导的一些谜团。 这些材料在液态氮的温度下就能实现超导，这为超导技术的应用提供了更多可能性，例如在电力传输、磁 levitation（磁悬浮）和电子元件等领域。

超导体的应用正在不断扩展。 在电力传输方面，超导线材的使用可以大大减少电流传输时的能量损耗，提高能源的利用效率。 此外，超导磁体在核磁共振成像（MRI）等医学诊断技术中扮演着重要角色，并且在科学研究、加速器和量子计算等领域也有着潜在的应用前景。

总结来说，超导体历史的发展经历了从早期的现象观到后期的实现落地。

常温超导体令人期待的原因

呼应前文所说，常温超导体之所以备受关注及期待的原因一是因为现有的超导体都需在极端温度下才能产生与发挥作用，使的真的要使用它的难度增加，而如果有常温超导出现的话，将有可能改变我们现在的科技进程，进入一个全新的超导时代。