Only Perception: 典範失效？超導體與磁力間的新奇互動

2008-01-13

典範失效？超導體與磁力間的新奇互動

Physicists report novel interaction between superconductivity and magnetism
http://www.physorg.com/news119272244.html

January 11, 2008

一個由 Morten Ring Eskildsen，聖母院大學物理系助教授，所領導的國際團隊發現了一種全新方式，在其中超導電電子能與施加的磁場互動。

超導電性是發生在某些物質中，一種完全失去電阻的現象。在超導體研究中，很重要的一個領域是它們如何回應磁場。此外，它們與實際應用也有顯著關連，這樣研究是種對於超導性基礎觀點獲得更深入了解的一種理想方法。

在實驗中，Eskildsen 的團隊調查 CeCoIn5（鈰銅銦），那是一種所謂的重費米子超導體，其臨界溫度是 2.3K（攝氏 -270.85 度）。這項結果得自於在瑞士 Paul Scheer 研究所的 Swiss Spallation Neutron Source（瑞士蛻變中子源）所完成的中子散射實驗。該實驗在與蒙特婁大學、ETH Zurich、伯明罕大學、LANL 與 Brookhaven 國家實驗室的研究者的共同合作下完成。

在遭遇磁場時，大部分的超導體將產生渦流（電的龍捲風），這將它們侷限在磁通量管中。這樣的渦流已能由 2003 年獲得諾貝爾獎的 Alexei Abrikosov 與 Vitaly Ginsburg 所提出的模型來描述。然而， Eskildsen等人所獲得的結果卻揭露了一個與平常行為天差地遠的偏差（譯註：form factor increases with increasing field）。

"即使在高溫或重費米子超導體這樣的材料中，都不是一下子就能夠了解超導態的微觀本質，過去五十多年來，Abrikosov-Ginzburg-Landau 理論（譯註：詳見相關報導），為我們提供了一種渦流的現象論描述，" Eskildsen 說。 "不過在 CeCoIn5 中，如同我們測定所證明的，這種典範已經失效了，迫使我們重新思考我們對於超導電性的理解。"

在某些陶瓷材料中，當溫度高達 140K（攝氏 -133.15 度）時，那高於液態氮的沸點，發現超導電性，為應用開啟了一種新的可能性。超導體目前利用或開發了一系列廣泛的應用，包括電力傳輸，船艦的推進馬達、磁浮列車、用於醫療成像的的磁鐵，以及高速通訊的數位過濾器。

然而，Eskildsen 等人所發現的特殊材料，雖然其許多特性與這些高溫超導體十分類似，但因其臨界溫渡過低，並沒有直接相關的技術性應用。

Eskildsen 團隊的實驗發表在 1/11 當期的 Science 期刊上。

※ 相關報導：

＊ Superconducting Vortices in CeCoIn5: Toward the Pauli-Limiting Field
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/319/5860/177

Andrea D. Bianchi, Michel Kenzelmann, Lisa DeBeer-Schmitt,
Jon S. White, Edward M. Forgan, Joel Mesot, Markus Zolliker,
Joachim Kohlbrecher, Roman Movshovich, Eric. D. Bauer,
John L. Sarrao, Zachary Fisk, Cedomir Petrovi,
Morten Ring Eskildsen
Science 11 January 2008: Vol. 319. no. 5860, pp. 177 - 180
DOI: 10.1126/science.1150600