@ 2015.05.13 , 13:54
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科学家发现一种新的物质形态,称作姜-泰勒金属

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一个国际科学家团队公布了他们发现的一种新的物质形态,它集绝缘体、超导体、金属和磁体与一身,有助于科学家们研发出更有效率的高温超导体。

为何这项发现这么令人激动?因为如果这些科学家的声明得到了证实,那么这种新的物质形态将能帮助科学家们更好地理解为何有的材料在相对较高(“高”是相对于零下243.2摄氏度而言的零下135摄氏度)的临界温度时会具备超导特性。超导体在导电时没有电阻,意味着在此过程中不会产生热量、声音或其它形式的能量损失,因此超导体将给人类使用和生产能源的领域带来彻底革新,但前提条件是我们能实现这种所谓的高温条件才行。

正如Michael Byrne在Motherboard网站上解释的那样,当我们探讨物质的形态时,并不仅限于固体、液体和气体,我们还能考虑等离子体。我们也不得不考虑更多自然状态下不会出现的模糊形态,比如一些在实验室里被创造出来的状态,玻色-爱因斯坦凝聚态(玻色子在冷却到绝对零度附近时所呈现出的一种气态的、超流性的物态)、简并态物质(一种高密度的物质状态)、超立体和超流体及夸克胶子等离子体。

日本东北大学的化学家Kosmas Prassides所带领的团队通过将铷原子引入C60(60个碳原子构成的分子)中,改变了碳原子之间的距离,强迫其形成了一种新的晶体结构。当科学家们对其进行一系列测试时,这种晶体结构表现出了绝缘体、超导体、金属和磁体的特性,他们将其称作Jahn-Teller金属。

这种金属的名字来自姜-泰勒(Jahn-Teller)效应[1],该效应形容在低压环境下,电子状态下呈几何排列的分子和离子能发生扭曲,这种新物质状态能让科学家通过简单施压将绝缘体(不能导电)变为导体。Byrne在Motherboard上解释说:

铷原子所做的正是施加压力。一般而言当我们想到施加压力时,会想到挤压某些东西,通过暴力来迫使其分子相互靠近。化学也能通过施加或撤去分子间的某些屏障来改变它们之间的距离。

姜-泰勒金属经历的变化是,施加压力后,先前是绝缘体的东西会变成一种金属,且这种效果能持续一段时间。而分子还能维持其原有的形状。因此这种物质形态会有各种重叠,比如某种材料虽然看上去仍是绝缘体,但实际上材料已经变成了导体。

这是绝缘体和导体之间的一种过渡阶段,暗示着科学家能将绝缘材料变为极具价值的超导体材料。这种C60晶体结构在相对较高的临界温度下也能变为超导体。

在这一发现真正应用到生活中之前,科学家们仍需付出不少努力。不过Jahn-Teller金属相当令人激动,正如加拿大圭尔夫大学化学家Elisabeth Nicol说的那样,理解这种新的物质形态及其在临界温度下发生的改变有助于人们研发新的超导体材料。

本文译自 sciencealert,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

[1] 姜-泰勒效应(维基):也被称为姜-泰勒变形,描述了基态时有多个简并态的非线性分子的电子云在某些情形下发生的构型形变。分子发生几何构型畸变的目的是降低简并度,从而稳定其中一个状态。


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TOTAL COMMENTS: 37+1

  1. 浪里个浪
    @3 years ago
    2789809

    姜•太辣

    [151] XX [3] 回复 [0]
  2. 开你妹的玩笑
    @3 years ago
    2789810

    脑细胞又不够用

    [25] XX [1] 回复 [0]
  3. 皮卡丘
    @3 years ago
    2789811

    这么看来下一次工业革命应该不是能源革命了吧

    [53] XX [5] 回复 [0]
  4. 蓝柠檬
    @3 years ago
    2789815

    这名字很有槽点

  5. 大卵野人
    @3 years ago
    2789821

    这个我知道 阿凡达里面有的 阿凡达就是吃了这个石头死的

    [11] XX [9] 回复 [0]
  6. 收皮王
    @3 years ago
    2789822

    这矿石潘多拉上一大堆

    [43] XX [1] 回复 [0]
  7. 2789840

    字都认得

    [14] XX [0] 回复 [0]
  8. 2789844

    埃德曼合金快要被发现了。

  9. 2789849

    这个是钻石晶体方式散热加上超导,不是什么新玩意吧?

    [5] XX [10] 回复 [0]
  10. mazzyryan
    @3 years ago
    2789851

    我不理解绝缘和超导如何能结合起来,这感觉就像高温和低温结合起来。

  11. ParaDox
    @3 years ago
    2789856

    @皮卡丘: 材料,技术,能源领域都有可能。上文所说的以及其他一系列的新型材料,人工智能技术,各种新能源,我觉得三者中的任何一种都会极大地促使社会的进步吧。

  12. 汤圆
    @3 years ago
    2789870

    难道是Vibranium的变体?

  13. 啦啦啦
    @3 years ago
    2789893

    @汤圆: 变成了vibrator, O(∩_∩)O哈哈~

  14. 蒸烧饼
    @3 years ago
    2789912

    室温超导体如果能造出来,确实可以工业革命级别的变革啊。。。。
    光现在看到的:输电无消耗,电脑以后不再有发热问题,汽车和火车都能改造成磁悬浮形式。

  15. 黑夜里的网子
    @3 years ago
    2789926

    我有一小块热解石墨 可以在强磁上悬浮。我很喜欢。
    然而这并没有什么卵用。

    [19] XX [0] 回复 [0]
  16. 落叶
    @3 years ago
    2789943

    日本科技太发达了吧 看过不少这种给一种物质里添加另外一种或几种物质导致性质发生很大改变 如果真的应用在武器装备上 真怀疑会不会真的像红警三一样日本科技爆发成为第三帝国

    [15] XX [3] 回复 [0]
  17. 幫肆
    @3 years ago
    2789983

    看过成龙神话没。。。。以后神话里腾空的那一幕会成真?

  18. 三川走刀口
    @3 years ago
    2790007

    哈哈哈,盾就是矛,矛就是盾

  19. 神之疯神
    @3 years ago
    2790010

    @7: 遇到专业话题您就躲远点吧,钻石结构跟C60都不清楚就别在这吹了

    [11] XX [0] 回复 [0]
  20. 殒殁
    @3 years ago
    2790036

    我虽然看的论文不多,但是能感觉日本人其实在吹。石墨烯刚出来的时候大家也都这么说,结果呢?
    前一段时间咱们国家开发的那个液态金属机器人才是真的黑科技!

    [10] XX [9] 回复 [0]
  21. 紫砂壶
    @3 years ago
    2790043

    UFO上抠下来的吧。

  22. 林大鸟多
    @3 years ago
    2790064

    泰勒斯威夫特专属金属

  23. 2790068

    为什么是新的物质形态?

  24. 2790088

    @神之疯神: 关于c60…我只记得足球状……

  25. MouseBat
    @3 years ago
    2790143

    @mazzyryan: 就像开关一样,你没按下去之前,它是不导电的,一按下去,它就导电了。

    物质导不导电取决于它是否有自由电子并且可以成流。

  26. adsl3721
    @3 years ago
    2790145

    那么可以造高达吗?

  27. MouseBat
    @3 years ago
    2790148

    @皮卡丘: 三体中有一句话,大概是说:材料科学是最关键的学科之一,是很多先进技术的基础,没新材料,就没新科技。
    你想一下,如果人类不会冶炼金属,不会提取制造半导体材料制作元器件,那也不会有现在的手机。

  28. 白眉大屌
    @3 years ago
    2790153

    少年,我这有一把泰拉巨剑和太刀,哪个是你的?

  29. 奥丁之眼
    @3 years ago
    2790158

    原文是Kosmas Prassides from Tokohu University in Japan是日本的东北大学,不是东京大学啊

  30. 呆喜
    @3 years ago
    2790167

    按或许过时了的定义来看好像不能称之为金属

  31. 404notfound
    @3 years ago
    2790225

    所谓新材料都是实验室投入几百万资金研制出来质量极少的物质,如果这种物质真像他们说的辣!莫!流!弊! 而且可以量!!产!!那今天煎的这个蛋可以 跟两千五百年前的发明青铜冶炼技术一个级别了

  32. 2790459

    万磁王在镜头外呢

  33. 强袭钢大木
    @3 years ago
    2790476

    @adsl3721: 对裆撸一发RPG你就跑不掉了,失去行动能力之后各种地面火力对着你犁一遍,而且那么大坨的物体早在射程范围之外就会被发现,没米氏粒子的话MS还是呆在动画里好。

  34. 皮卡丘
    @3 years ago
    2790526

    @MouseBat: 只是新能源的期待一直没有减少,但是成果寥寥,由新材料带来的革命一样伟大吧

  35. 百得
    @3 years ago
    2790529

    卡梅仑为矿业立下奇功

  36. 阿萨法
    @3 years ago
    2790920

    下一次工业革命绝对是因为材料技术~

  37. 2791046

    每个字都看得懂系列

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