6. 发现高温超导体
高温超导体无疑是一个怪异的家伙——它上演的超导现象可以被观察和测量,但这种现象本不应该发生。根据有关超导性的完美理论,超导现象不可能在30开氏度以上出现。有意思的是,一些超导体在77开氏度时具有最佳导电性。超导体——电流通过时不受阻力——是在1911年首次发现的。为了见识超导现象,导电材料通常要冷却到绝对零度附近某一特定温度。
在以后的50年时间里,科学家陆续发现了很多超导材料,并对它们进行了研究。1957年,约翰·巴丁、利昂·库珀和约翰·施里弗提出了有关超导材料的完整理论——“BCS” (取每人姓氏的第一个字母进行组合)理论,详细解释了标准超导体的特性。根据“BCS”理论,超导材料中的电子以所谓的“库柏对”形式移动。如果一个“库柏对”结合得足够牢固,便可经受住材料中原子的任何影响,进而实现零电阻。然而,这一理论也指出,只有在极低温度下才能产生零电阻现象,此时的原子只出现细微振动。
在1986年发表的一篇著名论文中,约翰尼斯·格奥尔格·贝德诺尔茨和卡尔·亚历山大·穆勒报告说,他们发现了一种可在最高35开氏度情况下具备超导性的材料,这种材料的发现改变了超导体家族的面貌,二人也因此获得第二年的诺贝尔物理学奖。在此之后,贝德诺尔茨和穆勒又发现了可在更高温度下具备超导性的材料。迄今为止,可观察到的最高温度(在压力情况下)为164开氏度。但在科学研究突飞猛进的今天,这一纪录也许保持不了多长时间。