@ 2015.08.21 , 11:00
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臭臭的高温超导体?是个屁

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制造超导体的金刚石压腔装置

我们寻找一种零阻抗通过电力的材料——超导体——已经超过一个世纪。研究者们花费了几十年追寻某些金属和陶瓷,在冷冻至转变温度以下时,会对电子变得透明。第一种被发现的是水银,在4.2K开始变成超导体——那是差不多零下270度。二硼化镁最高到40K,铜基超导体则直达133K。

现在,在《自然》期刊上发表的研究中,一个新的超级竞争者登场了。

它就是个屁。

不,严肃点,它是硫化氢,H2S,赋予臭鸡蛋和屁特有气味的气体,而科学家们一直相当肯定H2S会是一种超导体。

物理学家们了解所谓的常规超导体的工作原理已经有50年了,所以它们叫做“常规”。基本上,当一种金属冷冻到足够程度,电子和带正电荷的原子就以一种使得物质忽略包括电阻在内的各种物理性质的方式相互作用。(铜基材料等“非常规”超导体,迄今拥有更高的转变温度,但大家对其内在机制还是争论不休)

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Mikhail Eremets (左)和Ivan Troyan站在仪器边

深究一下数字,常规超导理论认为非常轻的金属应该有较高转变温度,或称Tc,最好就是最轻的元素,氢……但它很难转变成一种金属。不过氢和其他东西结合呢?德国普朗克化学研究所的物理学家Mikhail Eremets说:“以氢为主的材料可以在高压下转化为金属——比纯氢要低得多的压力,因此可以达到。我们进行了几次尝试未果,但最终用硫化氢奏效了。”

并不是说这就很容易。Eremets的团队使用由两颗宝石级钻石制成的金刚石压腔,其尖端由Eremets亲自切割,挤压至约1千亿帕斯卡,这大约是海平面大气压的一百万倍。测量样品导电率的电极是镀金的钛,而样品本身只有一丢丢大,厚数微米,直径和人头发差不多。

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Mikhail Eremets团队用来把硫化氢H2S转变为高温超导体的金刚石压腔装置示意图

Eremets仍然不完全清楚在金刚石压腔之心发生了什么,看来在那种压强之下H2S实际上可能转变为H3S,它可能才是真正的超导体。

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好消息是,在这种超常压力下硫化氢在相对温暖的203K就进入超导态——差不多才零下70度。在《自然》上为Eremets团队文章撰写评论的海军研究实验室物理学家Igor Mazin说:“原则上来说,这个温度现在就在南极存在着。当然,对于某种只能存在于钻石腔内部压力下的东西来说,还不可能谈及实际应用。从纯科学角度上来说,这不算是一个突破,这是我们相当了解并且意料之中的事情。”

当涉及超导的怪异物理学时,这实际上挺让人安慰。Eremets说:“你懂得,理论——它就只是理论。这无疑是一种很好的理论,但是对高转变温度的预测只能是预测,心理上来说重要的是知道这是可能的。”

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这就是那个超导屁

另外,我去:它是屁做的,太有趣了。Eremets说:“这并不是问题,因为我们成功地几乎毫无气味地做到了,不过一开始我们都在夜里工作。我们不想周围有别人,这并不严重,没什么危险,就是很臭,人们都不爱闻。”看来这点麻烦完全是值得的。

本文译自 Wired,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

下期FML预告:
# 我放的屁都是超导体
# 是谁在电梯里放超导体!
# 我是超导侠~


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TOTAL COMMENTS: 18+1

  1. cavities
    @2 years ago
    2906066

    有一天发生了爆炸

    [23] XX [1] 回复 [0]
  2. 神响
    @2 years ago
    2906077

    零下70度,别说用什么冷却手段,在南北极建设超导电站然后通过微波传向太空中的中转卫星,然后发回用电区,真是碉堡了

    [6] XX [26] 回复 [0]
  3. 湛影
    @2 years ago
    2906078

    致富信息

  4. 神响
    @2 years ago
    2906083

    还有和原子量更大的物质结合会不会更容易达到所需的压力呢。比如HCL,H2Se之类的

  5. 2906109

    后来有个星球采用了这种技术,最后失败,于是整个星球的生物灭绝了……好题材啊~(不用气体会死啊?)

  6. bugsous
    @2 years ago
    2906142

    讽刺的是,硫磺的电阻率高得令人发指。

  7. 2906161

    一丢丢是什么鬼。。。

  8. magnon
    @2 years ago
    2906181

    做这个实验已经半年多了。一直没能重复他们结果。今天又压碎钻石特别郁闷。然后回来刷个煎蛋又看到这话题。求心理压力是多少帕斯卡。

    [40] XX [2] 回复 [0]
  9. 十六夜咲夜
    @2 years ago
    2906187

    是时候在南极修建发电厂了,用屁。

  10. 流氓你怎么了
    @2 years ago
    2906195

    @bugsous: 铜基超导体母体是绝缘体,铁基超导体母体是反铁磁的电阻很高的导体

  11. fosidea
    @2 years ago
    2906206

    @bugsous: 然而看文章已经到了H3S的地步,可怜的S再高的电阻率也被3个H强插坏了

  12. heoicoekon
    @2 years ago
    2906296

    奶牛的屁终于派上用场了 感动状

  13. Red♂小智
    @2 years ago
    2906301

    看完文章我觉得我连个屁都不懂

  14. 2906350

    不知道把压强减少温度降低能不能有同样效果?至少实验容易的多

  15. 诶呵呵
    @2 years ago
    2906446

    看来金属氢是常温超导很有可能啊

  16. highwind
    @2 years ago
    2906461

    我记得是硫醇不是硫化氢吧

  17. 哲学大叔
    @2 years ago
    2906529

    @magnon 明显没有收集到足够的屁。另外,尖端部分不够平。还有钻石杂质太多。[乱评的哈哈]

  18. skinwlt
    @2 years ago
    2906740

    怎么不用水

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