高温超导的关键可能在于操pk10注册送48纵电子自旋

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室温下的超导或零电阻是任何物理学家的梦想,但到目前为止,挑战已证明太大了。通常,像汞这样的金属在接近绝对零度或-273摄氏度的温度下变得超导。这意味着我们需要添加大量能量来冷却材料,这样我们就可以利用超导性,使得这个想法在现在变得不可行。室温是否具有稳定的超导性?就在几个星期前,我已经写了这个状态是如何在室温下达到的,但仅仅是一个短暂的瞬间,仅仅是一个百万分之一秒。到目前为止清楚的是,在我们彻底了解超导材料中发生的情况之前,我们永远无法达到稳定状态。洛杉矶国立高等理工学院的瑞士科学家发现电子自旋在零电阻方面发挥了重要作用。

寻找关键的旋转

高温超导有助于科学家测量小磁场,并帮助在地球物理勘探,医疗诊断和磁悬浮运输等领域取得进展。这一发现为贝德诺兹和米勒赢得了1987年诺贝尔物理学奖。图片来源:IBM

到目前为止,最有前途的超导体是一类叫做铜酸盐的物质。这些可以在仅低于零下120摄氏度的更高温度下实现超导性。通常,当材料的电子连接并形成称为库柏对的电子对时,该状态达到接近绝对零度,并且以这种形式可以无阻力地流动。在铜酸盐中,Cooper对不会形成,因为原子将它们推到一起,所以很明显它们在与其他材料不同的机制下变得超导。

由EPFL的MarcoGrioni领导的一个研究小组使用了尖端技术光谱技术探索铜酸盐的独特超导性。科学家使用了一种称为共振非弹性X射线散射的技术,该技术用于研究门的材料的电子结构。这种高分辨率的方法能够监测铜酸盐样品变成超导体时电子发生了什么。

正常情况下,超导体讨厌磁性,团队负责人MarcoGrioni说。要么你有一个好磁铁或一个好的超导体,但不是两者都有。铜酸盐是非常不同的,并且让每个人都感到惊讶,因为它们通常是绝缘体和磁铁,但是当通过轻微调整其化学成分添加一些额外的电子时它们变成超导体。

从20世纪20年代开始,奥托斯特恩德国汉堡大学的WaltherGerlach进行了一系列重要的原子束实验。他们知道所有移动的电荷产生磁场,他们提出测量原子中电子轨道核产生的磁场。然而,令他们惊讶的是,两位物理学家发现电子本身就像是在快速旋转一样,产生的微小磁场与它们的轨道运动无关。很快,术语旋转被用来描述亚原子粒子的这种明显的旋转。

旋转是一个奇怪的物理量。它类似于行星的旋转,因为它产生粒子角动量和称为磁矩的微小磁场。因此,除其他外,电子自旋是涉及磁性的关键成分。当旋转相互作用时,它们形成自旋波。当磁性材料受到干扰时,产生自旋波并在其整个体积中的波纹中扩散。这种自旋波是磁性相互作用和结构的指纹。

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