财讯：只在理论上存在的超导体，首次被制造出来

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复印来源|东京大学

翻译|王嘉钰

审校|郝豪

超导是指在一定条件下电路中的电阻消失，导电效率极高的现象。 许多不同的方法都可以发生这种现象。 这些方法通常被认为是不通用的。 最近，研究者首次发现了引起超导现象的两种方法之间的联系。 这些新的认知可以使人们更全面地理解这一现象，将来将其应用于实践中。

物质有三种常见的状态。 固体、液体和气体。 第四种物质状态称为等离子体状态，是气态原子因温度过高而分裂，留下超高温的亚原子粒子混合体的状态。 实际上，处于温度的另一个极端的第五物质状态，也被称为沃尔沃-爱因斯坦凝聚物( bec )。

东京大学固体物理研究所的副教授kozo okazaki说:“bec是一种特殊的物质状态，由波而不是粒子构成。” “如果物质温度接近绝对零度，材料中的原子边界就会变得模糊，如果这个“模糊”的程度慢慢增加，在原子(这种情况下，原子像波浪一样)重叠之前，个人很难区别。 产生的这种物质就像整体，具有固体、气体或液体下的新特征，例如超导。 直到最近，bec超导材料在理论上被认为是可行的，但现在在实验室中用基于铁和硒(非金属)的新材料说明了这一现象。 ”。

这也是首次通过实验证明bec状态的物质具有超导体的功能。 但是，其他物质的形状和状态也可以制造超导体。 BCS(bardeen-Cooper-Shrieffer )状态是物质处于绝对零度附近时的粒子排列方法，物质的构成原子运动变慢，排成一列，因此电子容易通过。 bcs和bec都需要低温条件，都包括原子速度变慢的现象。 但是，除了这个，这两种状态还是非常不同的。 长期以来，这两个机制在一点上重合，被认为有助于对超导现象的更全面的认识。

okazaki说:“解释bec的超导性质是达到目的的一种方法，我想发现bec和bcs的重叠。” “这非常有挑战性，但我们独特的实验仪器和观测方法说明了这两个机制之间有平滑的过渡。 这意味着超导现象的背后存在更全面的基础理论。 这是研究的激动人心的时刻。 ”。

okazaki和他的团队基于超低温和高能分辨率激光发射光谱法，注意了从bcs到bec状态的材料的电子模式。 在这两种状态中，电子的表现各不相同，这种行为的变化有助于他们在更全面的超导现象中弥补一点空不足。

超导现象不仅是基于好奇心的实验室研究，电磁铁等超导设备已经应用于现实中，而且是世界上最大的粒子加速器和大型强子对撞机等。 但是，如上所述，超导现象需要极低温，阻止了日常生活中超导设备的开发。 毫无疑问，找到从高温到室温的超导材料非常有魅力。

okazaki说:“通过证实物质在bes中具有超导能力，我想也有助于其他研究者探索越来越高温的超导材料。” “现在听起来像科幻小说，如果超导材料存在于室温下，产生能量的能力就会大幅度提高，对能量的诉求也会下降”。

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