10分彩平台代理零零还是零!这是量子物理学中最美的发现!

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  当你们今天要讲的故事是位于于1911年的莱顿大学,这所古老的大学位于荷兰的莱顿市。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随便说说令人震撼——甚至连地板都有随之震动。实验室里有三位忙碌的物理学家。Gerrit Flim是团队里的工程师,他正盯着另一个 巨大的白色水箱。

  你是什么 结着霜的水箱上插有否则 的管子和电线,Cornelis Dorsman正在一旁帮忙。在当你们里面的第另一个 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,另一个 一个女人的高喊声从另一个 管道传来:“零,零,还是零!“这根管道来自隔壁的另一个 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,眼睛盯着墙上的另一个 光点,他把当事人的声音喊到嘶哑,但这随便说说毫无用处,机会位于在你是什么 实验室里的一切,早已超出了可理解的范畴。

  当你们先来仔细看看你是什么 设备,首先从白色水箱现在开始了。这是另一个 玻璃的低温恒温器,都都里能 把它看作是另一个 非常大的保温瓶,它使存放于里面的东西完正与室温。在你是什么 低温恒温器的组织组织结构,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,创造了这每该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。他的难题图片很简单: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,否则 它们表现得就像一种生活电子气体气体一样,在原子间流动。要分析它们的行为,你只还要测量它们的电阻。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都都里能 比铝或汞等金属的电阻高10亿倍。这让Kamerlingh Onnes想:机会将金属冷却,电子会无需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”。他先取舍了水银你是什么 在室温下呈液态的金属,机会水银都都里能 通过蒸馏过程变得,否则 还都都里能 将测量线浸入其中,不还要焊接。为了测量电阻,研究小组使用了1911年最先进的技术:另一个 惠斯通电桥和另一个 镜式电流计。“电桥”是另一个 用来将水银电阻否是则 已知电阻进行比较的电,电流计则能无需得出被测电阻的值。

  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。他之很多要保持一定的距离,是为了确保泵所产生的振动无需干扰电流计或光束。这里没人 IT,没人 示波器,也没人 万用表,所有的工作都有通过徒手和完成的。Holst无法相信背后所看了的,他固执地喊着“零!”电流计上显示,水银的电阻是零。这你造是不机会位于的事,它与所有的预测都背道而驰。物理学家们的第一想法随后机会位于了短。机会测量线之间相互位于接触,没人 电流就会直接从十根导线流向另十根导线,就像水银不位于一样,从而也就像是没人 电阻。

  当你们决定将样品加热以检查接触状况,结果你是什么 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,光点老是现在开始了移动。电阻重新出显了!这意味没人 位于短。由此可见电阻的大幅度下降是都都里能 逆转和再现的,否则 你是什么 难题图片老是能在精确的零下269℃时出显。Kamerlingh Onnes在他的笔记本上写下:“水银,零”,紧接着又补充道:“测测金”。

  随后,Kamerlingh Onnes将你是什么 老是的、意想没人 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。超导性描述的否是则 金属在特定的精确温度下所具有的完美导电能力。随后,当你们在否则 金属中都测得了你是什么 超导性,比如铝、锡和铅等。一年随后,Kamerlingh Onnes进行了另一个 更奇怪的实验。他制造了另一个 锡环,把锡环和电池连接起来产生电流,否则 他将锡环冷却使其位于超导状况,再断开电池。

  机会电阻真的为零,没人 就没人 任何东西都都里能 抵抗其中的电流,否则 电流就还要被困在圆环之中,永远绕着圆环旋转。Kamerlingh Onnes等了一会儿,否则 将另一个 指南针插进环的附近。令人惊讶的事位于了——指针在旋转。这证明环中仍有电流在流动,从而产生了。这次,通过证明电流都都里能 永远被困住,Kamerlingh Onnes了超导体的惊人型态!

  其他同学说,遇到你是什么 难题图片是Kamerlingh Onnes的幸运。其他同学甚至说这是”意外发现“(serendipity),另一个 快乐的巧合,但事实根本都有那样!没错,他的确没人 意料到能发现原本的状况,否则 意料之外的事之很多意味随后随机位于的。你是什么 怪怪的的发现是另一个 由物理学家、工程师和杰出的技术人员所组成的伟大团队一起一起努力了十年的结果,当你们从一现在开始了就无需在接近绝对零度时测试物质的导电性,否则 为实现你是什么 目标不知疲倦地付出努力。

  当你们花了45年的时间才理解你是什么 奇怪难题图片背后的意味。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,机会原子的振动,它们首先会两两成对结合,否则 完正结合在一起来形成另一个 巨大的量子波。一旦产生了你是什么 波,就没人 任何东西能影响它了,也就没人 了阻力。更妙的是,机会你拿一块磁铁靠近它,它会产生另一个 使超导波旋转。这将产生另一个 这块磁铁的,否则 磁铁就会悬浮起来。

  尽管超导体的发现机会过去了另一个 多世纪,但否则 超导仍然是个谜。1986年,物理学家惊奇地发现了高温超导体,但当你们仍我随后知道它的形成机制。理解这否则 是当今物理学中最大的挑战之一,也否是则 研究项目的核心。不知Kamerlingh Onnes否是是能想到,他在位于莱顿的那间嘈杂的实验室里进行另一个 简单的电子测量,最终意味了另一个 最有价值的研究领域的出显

  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