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標題: 一種解釋超導體能夠零電阻的超導新理論 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2021-7-14 12:48 AM 標題: 一種解釋超導體能夠零電阻的超導新理論

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　　築波大學的研究人員介紹了一種新的高溫超導理論模型﹐其中電流可以零電阻流動﹐這可能會導致極其高效的能量產生和傳輸。築波大學量子凝聚態物理系的一位科學家提出了一種新的超導理論。基於「Berry connection」的計算﹐該模型有助於比當前理論更好地解釋新的實驗結果。這項工作可能使未來的電網能夠無損耗地傳輸能量。
　　超導體是一種零電阻的材料﹐在常溫環境下看起來好像很不起眼﹐但當冷卻到非常低的溫度時﹐超導體就能夠允許電流以零電阻流動。超導有幾個明顯的應用﹐例如無損能量傳輸﹐但該過程背後的物理原理仍不清楚。關於從正常到超導的轉變的既定思考方式稱為Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理論。在這個模型中﹐只要熱激發保持足夠小﹐粒子就可以形成「庫珀對」﹐它們一起行進並抵抗散射。然而﹐BCS模型並不能充分解釋所有類型的超導體﹐這限制了我們創造出能夠在室溫下工作的超導體材料的能力。
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　　現在﹐築波大學的一位科學家提出了一種新的超導模型﹐可以更好地揭示物理原理。這個新理論沒有關注帶電粒子的配對﹐而是使用稱為「Berry connection」的數學工具。該值計算電子行進的空間扭曲。「在標準的BCS理論中﹐超導性的起源是電子配對。在這個理論中﹐超電流被認為是成對電子的無耗散流動﹐而單個電子仍然會受到阻力﹐」作者小泉博泰教授說。
　　例如﹐當兩個超導體層被由普通金屬或絕緣體製成的薄屏障隔開時﹐就會形成約瑟夫森結。儘管廣泛用於高精度磁場探測器和量子計算機﹐約瑟夫森結也不太適合內部BCS理論。「在新理論中﹐電子對的作用是穩定Berry連接﹐而不是自身成為超導性的原因﹐超電流是由於空間扭曲而產生的單個和成對電子的流動。由Berry連接引起的電子傳播﹐」小泉教授說。因此﹐這項研究可能會導致量子計算和能量守恆的進步。

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