@ 2015.08.21 , 11:00

臭臭的高温超导体?是个屁

[-]
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)

[-]
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。

[-]
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。

[-]

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。”

[-]
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~


给这篇稿打赏,让译者更有动力 !
支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

4.6
赞一个 (15)

24H最赞