尋找現(xiàn)實中的哈利路亞山-室溫超導(dǎo)體

1、精選文檔精選文檔PAGEPAGE3精選文檔PAGE電影阿凡達(dá)中潘多拉世界的哈利路亞懸浮山電影阿凡達(dá)不只是給我們帶來了3D的震驚視覺享受，也為我們構(gòu)思出了一個奇異漂亮的潘多拉世界。此中最令人難忘的場景之一是一座座懸浮在云端的哈利路亞山。這些山爬滿粗壯的藤蔓、壁掛飛天的瀑布、容納神奇的大鳥，而且經(jīng)常在空中挪動，是何等地奇特！這實質(zhì)上是一種超導(dǎo)磁懸涌現(xiàn)象，電影中這么給出認(rèn)識釋：這些山體含有大批的超導(dǎo)礦石，在神奇母樹地區(qū)的強(qiáng)盛磁場作用下，這些超導(dǎo)礦山得以懸浮在空中。超導(dǎo)磁懸浮與超聲生物懸浮在地球這個現(xiàn)實世界中，懸涌現(xiàn)象實質(zhì)上在身旁俯拾皆是。如遨游在天際的飛鳥和暢游在水中的魚蝦，它們利用排開液體或許氣體

2、形成浮力與自己重力相均衡而能夠懸浮。氣墊船、鷂式飛機(jī)、直升飛機(jī)、火箭推動器等向下噴出氣體也能夠懸浮在空中，充滿靜電的氣球能夠懸浮在電容器中，處于超導(dǎo)態(tài)的超導(dǎo)體能夠把小磁鐵懸浮起來，用超聲波也能夠懸浮起液體甚至小昆蟲。即我們能夠用氣、聲、磁、電磁等外界作使勁抵抗物體的重力，進(jìn)而實現(xiàn)懸浮現(xiàn)象。用光照耀物體產(chǎn)生所謂“光壓”也能夠?qū)崿F(xiàn)光懸浮，太陽帆飛船就是假想中的一種利用光壓進(jìn)行遠(yuǎn)距離太空航行的飛翔器。關(guān)于微觀世界的原子，假如用六束激光從不一樣方向?qū)⑵洹安蹲健?，能夠使得它大大降低熱振動而“沉著”下來，仿佛它是“悠哉”地享受懸浮世界的美好。但是，要實現(xiàn)哈利路亞山那么壯觀的懸浮山情景，仿佛超導(dǎo)磁懸浮是首選

3、的方法，由于超導(dǎo)體和哈利路亞山同樣也是這樣地奇特（或許卡梅隆也是這么想的？）。超導(dǎo)體的奇特之處在于，一旦進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)，超導(dǎo)體將從電、磁、熱三個方面獨立表現(xiàn)出一些巧妙特征。超導(dǎo)態(tài)下超導(dǎo)體是沒有電阻的，即處于零電阻狀態(tài)，假如你做一個超導(dǎo)環(huán)路并感覺出電流，那么它能夠連續(xù)不停地保持下去；超導(dǎo)體一旦進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)，那么它會把體內(nèi)的磁通線排出去，即超導(dǎo)體內(nèi)磁場為零，我們稱之為完整抗磁性；超導(dǎo)體從正常態(tài)轉(zhuǎn)變到超導(dǎo)態(tài)時，其電子比熱會出現(xiàn)一個躍變，即電子整體凝集到了一個低能態(tài)。超導(dǎo)磁懸浮利用的原理正是超導(dǎo)體的完整抗磁性：處于磁場中的超導(dǎo)體一旦進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)，它將會排出體內(nèi)的磁通線，即對磁場產(chǎn)生一個作使勁，而磁場對超導(dǎo)體也

4、存在反作使勁，永磁體鄰近磁場的大小約與到磁體的距離立方成反比，所以越湊近磁體將大大增添超導(dǎo)體遇到的作使勁，所以在一定高度就能夠達(dá)到與重力的均衡，也就實現(xiàn)了磁懸浮。乍一看超導(dǎo)磁懸浮仿佛很簡單實現(xiàn)，事實上這里有個重要的前提，那就是超導(dǎo)體一定處于超導(dǎo)態(tài)，而超導(dǎo)態(tài)常常需要在低于某個溫度下才能實現(xiàn)，這個溫度稱之為超導(dǎo)臨界溫度（Tc）。超導(dǎo)臨界溫度有多低？第一個發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體是金屬汞，它的Tc只有4.2K，也就是-269，當(dāng)前最高的超導(dǎo)臨界溫度記錄是約164K，也是-109，而人類生活的環(huán)境（室溫）一般在300K左右，即040。和人類生活的環(huán)境對比，超導(dǎo)臨界溫度仍是太低太低，這也就是超導(dǎo)體應(yīng)用的最大瓶頸。阿凡達(dá)里的潘多拉星球看起來和地球環(huán)境溫度差不多，可是大氣的氛圍不一樣，而在自然環(huán)境中懸浮的哈利路亞山則意味著室溫超導(dǎo)體的大批存在。地球上已知的超導(dǎo)體都由于臨界溫度太低而難以大規(guī)模應(yīng)用，全部人類才跑到外星球瘋狂地打劫室溫超導(dǎo)礦石而不管損壞那威人的生計環(huán)境，自然這是科幻。生活在我們這個藍(lán)色地球上的人類自從1911年發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象以來，就在不停地找尋和研究超導(dǎo)體，一方面試圖研究清楚其超導(dǎo)機(jī)理，另一方面則試圖不斷地提升臨界溫度并探究其可能的應(yīng)用，而室溫超導(dǎo)堪稱是超導(dǎo)資料探究的終極夢想。當(dāng)前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體及其代表資料構(gòu)造1908年，