漫话超导

漫话超导

20世纪初,荷兰莱登实验室的K.昂奈斯教授,在研究各种气体液化问题时,意外地发现物质的电阻率是随着物质温度的变化而变化的。他对各种不同物质在不同温度时所具有的电阻率数值进行了测定,当观察水银在低温下电阻率特性时,突然发现这种物质在绝对温标4.2K,也就是-269℃时,电阻消失了。人们把物质在某一特定的温度下,呈现出电阻为零的状态称之为该物质的超导态,而把电阻为零的奇异特性称为超导电性,把具有超导电性的材料称为超导材料。

超导材料在许多领域具有引人注目的、广阔的应用前景。电力设备节能改造是它大显身手的好地方。由于电力设备材料具有电阻,电力损耗是惊人的,尽管电力工程师采用各种新技术提高效率,降低损耗,仍存在约10%的损耗。应用超导材料,使电力设备超导化,可大幅度降低损耗,有效地节约能源。

超导体具有零电阻、持续电流、磁能量子化和超导态转变等特性,把超导材料应用于电子领域,可研制一系列超导电子仪,用于精密测量磁、电、功率、辐射、重力等参量。超导电子仪均具有灵敏度高、反应速度快、功耗小、噪声低、图像清晰等特点,如根据这些特点开发成功的超导计算机器件,反应速度比高速的硅集成电路要快几百倍,而功耗仅为一般晶体管的两千分之一。

超导技术在外科手术上也得以应用。医生们把磁性胶体注入病人患肿瘤部位的血管,靠强磁体引导到肿瘤前的供血管定位,用以阻塞肿瘤给养供给途径,使肿瘤萎缩死亡。

在生物学领域,科学家利用超导磁体研究人体磁场现象,将有助于揭示“磁性学”的机制,揭示人体特异功能的奥秘。