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铜酸盐超导系统示意图。
解开高温超导，尤其是氧化铜型超导材料的秘密，是现代固体物理学中最引人关注的挑战之一。近日，一个由工程师和科学家组成的国际研究小组可能向破解这个谜题迈出了重要一步。超导体在冷却到极低的温度时，会表现出独特的物理性能，在磁共振成像仪、电动机、无线通信系统和粒子加速器等领域有巨大的应用价值。虽然科学界已经发现了数量众多的超导材料，但是超导性的产生原因等问题还缺乏完善的解释。德克萨斯大学奥斯丁分校机械工程学教授Jianshi Zhou等在《自然》杂志发文称，他们认为铜酸盐超导材料中存在一个接近绝对零度的相变温度,这一温度高于许多超导体所需的低温。可能是在这个相变阶段，即“量子临界点”产生了超导现象。
Zhou等在实验中测试了热对两种已知铜酸盐超导体系（Eu-LSCO和Nd-LSCO）的影响。两种体系均属于铜氧晶体系统。研究人员将两种材料冷却到临界温度点，并用强磁场抑制其超导性。通过实验得到的热力学特征证实材料存在“量子临界”相。Zhou说：“‘量子临界性’被认为是促进铜酸盐体系超导性的一个潜在因素。我们的研究证实了这一点。”
无论多小的电阻，都会造成能量的浪费。超导体可能是解决电阻问题的完美答案。然而，由于超导体的应用条件非常苛刻，全世界的科学家都希望能找到高温超导材料。Zhou表示：“通过了解为何这些材料会成为超导体，可能会引领我们发现室温超导体。希望这只是个时间问题。”
科界原创
编译：德克斯特
审稿：三水
责编：张梦
期刊来源：《自然》
期刊编号：0028-0836
原文链接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-02/uota-nsr022519.php
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