6. 發(fā)現(xiàn)高溫超導(dǎo)體

高溫超導(dǎo)體無疑是一個(gè)怪異的家伙——它上演的超導(dǎo)現(xiàn)象可以被觀察和測量,但這種現(xiàn)象本不應(yīng)該發(fā)生。根據(jù)有關(guān)超導(dǎo)性的完美理論,超導(dǎo)現(xiàn)象不可能在30開氏度以上出現(xiàn)。有意思的是,一些超導(dǎo)體在77開氏度時(shí)具有最佳導(dǎo)電性。超導(dǎo)體——電流通過時(shí)不受阻力——是在1911年首次發(fā)現(xiàn)的。為了見識超導(dǎo)現(xiàn)象,導(dǎo)電材料通常要冷卻到絕對零度附近某一特定溫度。
在以后的50年時(shí)間里,科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了很多超導(dǎo)材料,并對它們進(jìn)行了研究。1957年,約翰·巴丁、利昂·庫珀和約翰·施里弗提出了有關(guān)超導(dǎo)材料的完整理論——“BCS” (取每人姓氏的第一個(gè)字母進(jìn)行組合)理論,詳細(xì)解釋了標(biāo)準(zhǔn)超導(dǎo)體的特性。根據(jù)“BCS”理論,超導(dǎo)材料中的電子以所謂的“庫柏對”形式移動(dòng)。如果一個(gè)“庫柏對”結(jié)合得足夠牢固,便可經(jīng)受住材料中原子的任何影響,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)零電阻。然而,這一理論也指出,只有在極低溫度下才能產(chǎn)生零電阻現(xiàn)象,此時(shí)的原子只出現(xiàn)細(xì)微振動(dòng)。
在1986年發(fā)表的一篇著名論文中,約翰尼斯·格奧爾格·貝德諾爾茨和卡爾·亞歷山大·穆勒報(bào)告說,他們發(fā)現(xiàn)了一種可在最高35開氏度情況下具備超導(dǎo)性的材料,這種材料的發(fā)現(xiàn)改變了超導(dǎo)體家族的面貌,二人也因此獲得第二年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。在此之后,貝德諾爾茨和穆勒又發(fā)現(xiàn)了可在更高溫度下具備超導(dǎo)性的材料。迄今為止,可觀察到的最高溫度(在壓力情況下)為164開氏度。但在科學(xué)研究突飛猛進(jìn)的今天,這一紀(jì)錄也許保持不了多長時(shí)間。