每根標(biāo)準(zhǔn)電纜，每根電線，每個電子設(shè)備都有一些電阻。然而，存在超導(dǎo)材料能夠以恰好零的電阻傳導(dǎo)電流 - 至少在非常低的溫度下。尋找在室溫下表現(xiàn)為超導(dǎo)體的材料將是具有令人難以置信的概念和技術(shù)重要性的科學(xué)突破。它可以帶來廣泛的新應(yīng)用，從懸浮列車到新的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。

尋找高溫超導(dǎo)體是非常困難的，因?yàn)樵S多與超導(dǎo)性有關(guān)的量子效應(yīng)還不是很清楚。TU Wien(維也納)固態(tài)物理教授NevenBariši教授正在用銅酸鹽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，銅酸鹽是一種在環(huán)境壓力下記錄溫度高達(dá)140K的超導(dǎo)體材料。Bariši和他的同事們現(xiàn)在已經(jīng)提出了一系列非凡的結(jié)果和新的見解，可以深刻地改變我們對這些復(fù)雜材料和高溫超導(dǎo)性的總體思考方式。

尋求圣杯

“高溫超導(dǎo)現(xiàn)象已經(jīng)徹底研究了幾十年，但還沒有人解決這個問題，”NevenBariši說。“相當(dāng)少的材料顯示出在接近絕對零度的溫度下的超導(dǎo)行為，我們理解為什么會發(fā)生這種情況。但真正的挑戰(zhàn)是了解銅酸鹽中的超導(dǎo)性，這種狀態(tài)在更高的溫度下持續(xù)存在。作為室溫下的超導(dǎo)體將成為固態(tài)物理學(xué)的圣杯 - 而且我們越來越近了。

Bariši和他的同事已經(jīng)證明，銅酸鹽中存在兩種根本不同的電荷載體，并且表明超導(dǎo)性在很大程度上取決于它們之間的微妙相互作用。

一些電荷是局部的 - 這些電荷載體中的每一個都位于特定的原子組中，并且只有在材料被加熱時才能移開。其他電荷載體可以移動，從一個原子跳到另一個原子。移動電荷最終變成超導(dǎo)體，但超導(dǎo)性只能通過考慮固定電荷載體來解釋。

“移動和固定電荷載體之間存在相互作用，它們控制著系統(tǒng)的性質(zhì)，”Bariši說。“顯然，固定電荷充當(dāng)粘合劑，將成對的移動電荷載體結(jié)合在一起，形成所謂的Cooper對，這是經(jīng)典超導(dǎo)體背后的基本思想。一旦配對，電荷載體就會變成超導(dǎo)體并且材料可以傳輸電流零阻力。“

這意味著為了獲得超導(dǎo)性，移動和固定電荷載體必須有微妙的平衡。如果局部電荷載體太少，則沒有足夠的“粘合劑”來??配對移動電荷載體。另一方面，如果移動電荷載體太少，那么“粘合劑”就沒有配對。在任何一種情況下，超導(dǎo)性都會被削弱或完全停止。在最佳中間地面，超導(dǎo)性在非常高的溫度下持續(xù)存在。很難理解移動和固定電荷之間的平衡是以溫度或興奮劑的形式逐漸改變的。

“我們用銅酸鹽進(jìn)行了許多不同的實(shí)驗(yàn)，收集了大量的數(shù)據(jù)。最后，我們現(xiàn)在可以提出一個關(guān)于銅酸鹽超導(dǎo)性的全面的現(xiàn)象學(xué)圖片，”Neven Barisic說。他最近在幾個期刊上發(fā)表了他的研究結(jié)果 - 最近的一篇是科學(xué)進(jìn)展 - 這表明超導(dǎo)性也是逐漸出現(xiàn)的。這是朝著理解銅酸鹽的目標(biāo)邁出的重要一步，并提供了尋找新的，甚至更好的超導(dǎo)體的方法。

如果能夠制造即使在室溫下仍保持超導(dǎo)體的材料，這將對技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。可以構(gòu)建幾乎不使用任何能量的電子設(shè)備。可以使用極強(qiáng)的超導(dǎo)磁體構(gòu)建懸浮列車，從而可以實(shí)現(xiàn)廉價，超快的運(yùn)輸。“我們還沒有接近這個目標(biāo)，”Neven Barisic說。“但對高溫超導(dǎo)性的深刻理解將為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)鋪平道路。而且，我相信，我們現(xiàn)在已朝這個方向采取了幾個重要步驟。”