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室溫超導(dǎo)是什么意思

室溫超導(dǎo)，即在室溫條件下實(shí)現(xiàn)的超導(dǎo)現(xiàn)象。超導(dǎo)現(xiàn)象最初是在接近絕對零度的極低溫度下觀察到的，大多數(shù)超導(dǎo)體也僅在接近絕對零度的溫度下工作。人類如在通常的物理?xiàng)l件下實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)，有望通過產(chǎn)熱最小化提升電導(dǎo)體和裝置的效率[1]，并讓超導(dǎo)材料在生產(chǎn)生活中得到大規(guī)模應(yīng)用，全面而又深刻地改變我們的社會。

室溫超導(dǎo)主要應(yīng)用于哪些方面

當(dāng)溫度降低到一定程度時(shí)，一些物質(zhì)會進(jìn)入一種奇妙的狀態(tài)——超導(dǎo)態(tài)。此時(shí)電阻消失了，電子在其中無阻礙地運(yùn)動。這個(gè)溫度稱為超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。

這個(gè)特性使得超導(dǎo)在應(yīng)用方面大有作為：沒有電阻就不會產(chǎn)生焦耳熱，因此可以應(yīng)用于大規(guī)模集成電路，建設(shè)超導(dǎo)計(jì)算機(jī);能夠承載較大電流而不會有電流損耗，可以制作高壓輸電線、超導(dǎo)電機(jī)等。

超導(dǎo)體還有兩個(gè)特征：完全抗磁性和約瑟夫森效應(yīng)。

普通導(dǎo)體處于磁場中時(shí)，其體內(nèi)會產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)磁場。而處于超導(dǎo)態(tài)的物體，無論外磁場如何變化，其體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零。

磁懸浮列車就利用了這個(gè)特性。超導(dǎo)線圈可以承載很大的電流，成為強(qiáng)大的超導(dǎo)磁體。列車和軌道上分別裝備有超導(dǎo)磁體。當(dāng)存在外磁場時(shí)，由于完全抗磁性，超導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)生一個(gè)相反的磁場，使超導(dǎo)體內(nèi)部的總磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。由此產(chǎn)生的斥力可以使沉重的列車懸浮在空中。通過改變軌道上磁場的取向，可以使列車保持向前運(yùn)動。

約瑟夫森效應(yīng)是指兩個(gè)超導(dǎo)體間隔很近，當(dāng)距離近至原子尺度時(shí)，超導(dǎo)體中的電子就可以克服中間絕緣層的障礙而形成超導(dǎo)庫珀對，在兩個(gè)超導(dǎo)體之間形成超導(dǎo)電流，產(chǎn)生超導(dǎo)電流。利用約瑟夫森效應(yīng)可以制作超導(dǎo)量子干涉儀，用于測量非常微小的磁信號。

常壓條件下的室溫超導(dǎo)一直是有待摘取的“圣杯”，而今這一成果對超導(dǎo)現(xiàn)象的探索乃至實(shí)現(xiàn)能夠應(yīng)用的室溫超導(dǎo)，都具有重要指導(dǎo)意義。