超导是一种特殊的电性质,指的是某些材料在温度降低到某一临界温度以下时,电阻突然消失为零的现象。在超导状态下,电流能够无阻碍地通过材料,并且磁场会被完全排斥。这种现象最早由荷兰物理学家H·卡茂林·昂内斯在1911年发现,他发现汞在温度降至4.2K附近时突然进入超导态,其电阻小到实际上测不出来。
超导材料具有三个基本特性:
在临界温度以下,超导材料的电阻突然消失,电流可以无损耗地流动。
超导材料在超导状态下,其内部的磁感应强度为零,并且能够将外部磁场完全排斥出去。
超导材料中的磁通量以量子化的形式存在,这是超导现象的另一个重要特征。
超导现象的出现极大地推动了科学技术的发展,特别是在电力输送、磁共振成像、无摩擦悬浮高速列车、医学成像和扫描技术、高效电子设备等应用领域具有巨大的潜力。
目前,科学家们仍在探索高温超导材料,以期实现其在实际应用中的广泛应用。2023年,美国研究人员成功创造了一种在室温下表现出超导性的氮掺杂氢化镥材料,这一发现为超导技术的实际应用带来了新的希望。