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超导体（superconductor）同时又称为超导材料，它们是指在某一温度条件下，电阻变为零的导体。超导体同时具有两大特性，一是零电阻的特性，二是完全抗磁性。人类最早发现超导体是在1911年，荷兰科学家昂内斯首次发现汞在零下269度时电阻会消失，呈现超导状态。 就在不久前，美国一位材料科学家拉塞尔·海姆利在美国物理学会的月度会议上高调的宣布，他们发现了新的超导体，有望开启一个超导体的新时代。 会议上，海姆利通过大屏幕演示了新的超导体演变的全过程。一对金刚石触点不停挤压中间的微小物体（实验样品超氢化物镧，LaH10），当压力达到地球地核压力（190GPa）同时温度下降至零下13度的时候，电流表发生变化，LaH10的电阻迅速下降至零。这说明在高压和接近常温的条件下，LaH10不再'阻止'电子流动，变成了超导体。 冷冻的魅力 正常情况下，流经导电材料(如铜线)的电流会在传输过程中损失一些强度。即使是我们在电网中使用性能最好导体结果也是如此，不能将所有能量从发电站输送到墙上的插座，一些电子始终会在中途丢失，这是普遍存在的问题。 但是超导体不同。引入超导线圈的电流将永远循环，不会有任何损失。同时超导体具有完全的抗磁性，磁力线无法通过超导体。它们的这些特性在高速计算和其他技术应用中具有独特优势，但现在的问题是，由于超导体通常工作的温度极低以至于它们不能得到普遍使用。 大海捞针 一个多世纪以来，物理学家一直在寻找相对高温条件下的超导材料，但这就像想在地上捡到金子一样困难。过去所有的经验和理论即使给你提供一些线索，你也始终不会知道它在哪里，只有做昂贵而费时的依次检查确认。 1986年，研究人员发现零下406华氏度(零下243摄氏度)的条件下，陶瓷会变成超导体。20世纪90年代，研究人员一直试图通过提高压力，希望借此发现新的超导体。在所有的尝试进行之前，没有任何可行的方法告诉人们什么材料可能变成超导体。 接下来的重大突破是在2001年，研究人员发现二硼化镁在零下389华氏度(零下234摄氏度)时会变成超导体。这一发现在当时一度引起轰动，因为它转变时的温度比任何已知的，让材料具有超导性的温度都要高。 给氢'施压' 从那以后，对常温超导体的探索在两个关键方面发生了转变，一是材料学家意识到较轻的元素产生超导性的可能性更大，二是计算机模型发展可以提前准确预测材料在极端情况下的行为。 于是研究人员想到了最轻的元素氢，但氢本身绝缘不能被制成超导体，首先必须让它成为金属，最好的方法就是'挤压'它。最后研究人员将实验样品锁定为含有大量氢的材料超氢化物镧（LaH10），当LaH10样品被挤压到地球大气压力的100万倍左右，温度控制在零下13摄氏度时终于发生了奇迹，LaH10变成了超导材料。 现在，研究人员已经找到了常温超导体，只不过这种超导体必须存在于高压状态下。一旦高压条件撤除，它们又会变回普通的半导体。 研究人员认为，随着探索的不断推进，这种高压方法可能会促使材料在正常的温度和压力下都成为超导体，一种材料一旦加压，在压力释放后它仍然可能保持超导特性不变。如果这一切成为事实，将改变现有的游戏规则，常温常压超导体的诞生将开启一个属于超导体的新时代。 |
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