科學家在隕石中發現超導體

類別: 新奇
富貴命長@ 2018.03.07 , 17:20
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科學家在隕石中發現超導體

科學家在隕石中發現超導體
老王我自己找到的隕石,裡面有沒有超導體呢?

美國科學家在隕石中發現了一種超導材料,對研究常溫超導材料或許有幫助。

傳統超導體一般都包括鈮、鉛、汞等金屬成分,這些材料在接近絕對零度時表現出超導性質,在汞的例子中,臨界溫度為4.2K。1986年科學家發現了一種含銅的化合物家族,在-139°C時出現超導特性,大大提高了超導體的工作溫度。最近,科學家又發現一種臨界溫度更高的鐵基超導體。

當其他科學家還在試圖通過合成新的超導體來研製常溫超導體時,來自加州導學的凝聚態物理學家Ivan Schuller選擇從已有礦物樣本中進行篩選,他選擇的礦物既有地球礦物,也有隕石。隕石在降落過程中經歷了高溫高壓,因此是尋找新化合物的沃土。

科學家通過對導體材料不斷降溫,當降到某一臨界溫度時,如果材料的電阻突降為零,就能被確定為超導體。但是超導體從一般狀態相變至超導態的過程中會出現對磁場的排斥現象,這被稱為邁斯納效應。邁斯納效應也成為科學家尋找超導體的一種方法。尤其是當樣本中有不同成分時,邁斯納效應可以被用來尋找其中的超導體。

然而這項技術本身存在不足,當樣本中超導體含量微量時,無法引起邁斯納效應。因此Schuller團隊放大了超導體訊號。當溫度超過或略低於臨界溫度時,超導體能吸收微波,但剛好在臨界溫度時,超導體對微波的吸收率會突然變化。

Schuller的團隊將小塊樣本放入注入微波輻射的小洞中。同時對樣本施加強持續磁場和弱振盪磁場。當他們將超導體降溫到臨界溫度時,材料對微波的吸收率會劇烈變化。當振盪磁場讓材料間隔進入超導和非超導狀態時,訊號就能被大大增強。相比傳統磁測量技術,這種新技術的靈敏度提高了約1000倍。

研究人員對數千份樣本進行了測試,結果顯示該項技術能有效檢測出超導體。在對隕石使用該技術期間,他們在兩塊隕石樣本中發現了超導體存在。一塊是1911發現於澳洲的Mundrabilla鐵隕石,另一塊是1995年發現於南極洲的Graves Nunataks碳隕石。

再經過了其他手段確認其為超導體後,科學家發現Grave Nunataks隕石中的超導材料是某種銦錫合金,Mundrabilla鐵隕石中的超導體為銦錫鉛合金。研究人員發現該種超導體在宇宙中非常常見。

本文譯自Science Mag,由譯者富貴命長基於創作共用協議(BY-NC)釋出。

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