五分pk拾冠军玩法零零还是零!这是量子物理学中最美的发现!

  • 时间:
  • 浏览:0
  • 来源:彩神软件安卓版

  亲戚亲戚亲们今天要讲的故事是发生于1911年的莱顿大学,这所古老的大学发生荷兰的莱顿市。走进大学的物理实验室,就会发现实验室里的泵的大小和它发出的震耳欲聋的噪音真是令人震撼——甚至连地板都不 随之震动。实验室里有三位忙碌的物理学家。Gerrit Flim是团队里的工程师,他正盯着有一三个白多巨大的白色水箱。

  你什儿 结着霜的水箱上插有你什儿 的管子和电线,Cornelis Dorsman正在一旁帮忙。在亲戚亲戚亲们里面的第有一三个白多人是这间实验室的主任Heike Karmerlingh Onnes(海克·卡末林·昂內斯),57岁的他留着小胡子,一尘不染的西装还套着一件实验服。他负责监督实验的运营,并一丝不苟地作着笔记。

  实验室中的Heike Karmerlingh Onnes,图片:AIP Emilio Segr Visual Archives在他的右边,有一三个白多女人的高喊声从有一三个白多管道传来:“零,零,还是零!“这根管道来自隔壁的有一三个白多房间,声音的主人是年仅25岁的物理学家Gilles Holst,他坐在一台电机对面,眼睛盯着墙上的有一三个白多光点,他把另一方的声音喊到嘶哑,但这真是毫无用处,肯能发生在你什儿 实验室里的一切,早已超出了可理解的范畴。

  亲戚亲戚亲们先来仔细看看哪此设备,首先从白色水箱开使。这是有一三个白多玻璃的低温恒温器,能也能把它看作是有一三个白多非常大的保温瓶,它使存放于里面的东西详细与室温。在你什儿 低温恒温器的内内外部,曾达到的最低温度是零下269C,这只比绝对零度高4度!三年前(1908年),Kamerlingh Onnes通过液化氦气,创造了你这所一群人造低温的世界纪录,这也为他赢得了“绝对零度先生”的绰号。

  1911年4月的那个周六,当时,Kamerlingh Onnes决定要测试金属的电性能。他的大问题很简单:在极低的温度下,金属的导电性能是更好还是更坏?电子具有导电性,只是 它们表现得就像本身电子二氧化碳气体气体一样,在原子间流动。要分析它们的行为,你只时需测量它们的电阻。电阻越低,电流就越容易流动。如塑料一类的绝缘材料的电阻就能也能比铝或汞等金属的电阻高10亿倍。这让Kamerlingh Onnes想:肯能将金属冷却,电子会不用也随之被冻结和固定,从而无法传导电流?金属在液氦的温度下会绝缘吗?电阻会在低温下增加到接近无穷大的程度吗?

  与预测相比,Kamerlingh Onnes更喜欢实验,这与他写在实验室入口处的格言一致:“通过测量获得知识”。他先选者了水银你什儿 在室温下呈液态的金属,肯能水银能也能通过蒸馏过程变得,只是 还能也能将测量线浸入其中,不时需焊接。为了测量电阻,研究小组使用了1911年最先进的技术:有一三个白多惠斯通电桥和有一三个白多镜式电流计。“电桥”是有一三个白多用来将水银电阻与你什儿 已知电阻进行比较的电,电流计则能让他得出被测电阻的值。

  Holst就在隔壁,他看着最后形成的光点,通过那根管道大声喊出了它的。他真是要保持一定的距离,是为了确保泵所产生的振动不用干扰电流计或光束。这里没办法 IT,没办法 示波器,也没办法 万用表,所有的工作都不 通过徒手和完成的。Holst无法相信背后所看过的,他固执地喊着“零!”电流计上显示,水银的电阻是零。这青春恋爱物语是不肯能发生的事,它与所有的预测都背道而驰。物理学家们的第一想法只是 肯能发生了短。肯能测量线之间相互发生接触,没办法 电流就会直接从四根导线流向另四根导线,就像水银不发生一样,从而也就像是没办法 电阻。

  亲戚亲戚亲们决定将样品加热以检查接触状态,结果你什儿 举动带来了当天的第二大惊喜:当温度再次上升到零下269℃以上时,光点一三个白多劲开使移动。电阻重新出先 了!这意味着着着没办法 发生短。由此可见电阻的大幅度下降是能也能逆转和再现的,只是 你什儿 大问题一三个白多劲能在精确的零下269℃时出先 。Kamerlingh Onnes在他的笔记本上写下:“水银,零”,紧接着又补充道:“测测金”。

  如果,Kamerlingh Onnes将你什儿 一三个白多劲的、意想能也能了的移动命名为“超导性”,这是两年后当他在获得诺贝尔的那天想到的名字。超导性描述的是你什儿 金属在特定的精确温度下所具有的完美导电能力。如果,亲戚亲戚亲们在你什儿 金属中都测得了你什儿 超导性,比如铝、锡和铅等。一年如果,Kamerlingh Onnes进行了有一三个白多更奇怪的实验。他制造了有一三个白多锡环,把锡环和电池连接起来产生电流,只是 他将锡环冷却使其发生超导状态,再断开电池。

  肯能电阻真的为零,没办法 就没办法 任何东西能也能抵抗其中的电流,只是 电流就时需被困在圆环之中,永远绕着圆环旋转。Kamerlingh Onnes等了一会儿,只是 将有一三个白多指南针放进环的互近。令人惊讶的事发生了——指针在旋转。这证明环中仍有电流在流动,从而产生了。这次,通过证明电流能也能永远被困住,Kamerlingh Onnes了超导体的惊人型态!

  一群人说,遇到你什儿 大问题是Kamerlingh Onnes的幸运。一群人甚至说这是”意外发现“(serendipity),有一三个白多快乐的巧合,但事实根本都不 那样!没错,他的确没办法 意料到能发现原来的状态,只是 意料之外的事真是意味着着着只是 随机发生的。你什儿 有点的发现是有一三个白多由物理学家、工程师和杰出的技术人员所组成的伟大团队并肩并肩努力了十年的结果,亲戚亲戚亲们从一开使就你都可以在接近绝对零度时测试物质的导电性,只是 为实现你什儿 目标不知疲倦地付出努力。

  亲戚亲戚亲们花了45年的时间才理解你什儿 奇怪大问题背后的意味着着。金属中的电子表现得像是小小的量子波。在非常低的温度下,肯能原子的振动,它们首先会两两成对结合,只是 详细结合在并肩来形成有一三个白多巨大的量子波。一旦产生了你什儿 波,就没办法 任何东西能影响它了,也就没办法 了阻力。更妙的是,肯能你拿一块磁铁靠近它,它会产生有一三个白多使超导波旋转。这将产生有一三个白多这块磁铁的,只是 磁铁就会悬浮起来。

  尽管超导体的发现肯能过去了有有一三个白多世纪,但你什儿 超导仍然是个谜。1986年,物理学家惊奇地发现了高温超导体,但亲戚亲戚亲们仍问你它的形成机制。理解你什儿 点是当今物理学中最大的挑战之一,也是你什儿 研究项目的核心。不知Kamerlingh Onnes是是否是能想到,他在发生莱顿的那间嘈杂的实验室里进行有一三个白多简单的电子测量,最终意味着着了有一三个白多最有价值的研究领域的出先

  博科园|文:Julien Bobroff (巴黎萨克雷大学物理学教授)转自:原理/principia1687博科园|科学、科技、科研、科普贵妇也疯狂