超導(dǎo)體可天然形成,太空隕石中的新發(fā)現(xiàn)
文章介紹了科學(xué)家們首次在墜落在地球的隕石中發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)顆粒,并通過測量和分析發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)里面可能含有鉛、銦和錫合金。
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上圖為藝術(shù)化合成的蒙德拉貝隕石碎片與原行星云,圖片來源: James Wampler
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科學(xué)家首次在外星來物中發(fā)現(xiàn)天然形成的超導(dǎo)體材料, 該外星來物分別是兩顆隕石,超導(dǎo)體顆粒嵌入在其中。
這個發(fā)現(xiàn)再一次說明隕石不僅僅只是天上落下的空間碎石而已。之前已有研究顯示,隕石來物攜帶的可能包括外星蛋白質(zhì),還有我們從未接觸過的礦物質(zhì),乃至比太陽系更古老的物質(zhì)。但是發(fā)現(xiàn)天然超導(dǎo)物還是第一次。
超導(dǎo)現(xiàn)象是材料具有完美導(dǎo)電性的物理特性,即意味著該材料里的所有電阻和其他作用都會消失。從未經(jīng)過加工的天然材料中,這個珍貴的現(xiàn)象極度罕見,或者說至少在地球上罕見。
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上圖為磁鐵懸浮在超導(dǎo)體上,圖片來源:Department of Theoretical Physics at Ural University
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研究人員表示,在遙遠的外太空,情況可能會非常不同。在太空極端環(huán)境中,地球見不到的奇異物相會在因為天文現(xiàn)象誕生,例如釋放極度高溫或極高壓強下。
因此人們推論,對于尋找天然形成的超導(dǎo)物質(zhì)來源,隕石將是理想備選。唯一的問題是,以前的探索從未發(fā)現(xiàn)類似的超導(dǎo)化合物,至少到現(xiàn)在為止未。
在由加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員領(lǐng)銜的新研究中,科學(xué)家使用一種稱為磁場調(diào)制微波光譜(MFMMS)的技術(shù),研究了15種不同的隕石碎片,以檢測樣本中的超導(dǎo)現(xiàn)象。
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上圖為振動樣品磁強計圖解,圖片來源:維基百科
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最終他們在兩顆隕石中有所發(fā)現(xiàn):第一個是隕石中體積最大的蒙德拉比拉鐵隕石,于1911年在澳大利亞被發(fā)現(xiàn);另一個是編號為GRA95205的橄輝無球粒隕石,在25年前墜落于南極洲。
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上圖為展覽于西澳大利亞州博物館的蒙德拉比拉鐵隕石,圖片來源:維基百科
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研究組分別使用振動樣品磁強計(VSM)與能量色散X射線譜(EDX)方法進行檢測,發(fā)現(xiàn)這兩顆隕石都含有微量的的地外超導(dǎo)顆粒。
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上圖為能量色散X射線譜,圖片來源:維基百科
“自然產(chǎn)生的超導(dǎo)材料是不常見,但十分重要的是它們可能在地外環(huán)境中有超導(dǎo)性” 物理學(xué)家和納米科學(xué)家詹姆斯·沃普勒表示,“這些測量分析表明它們可能是鉛,銦和錫的合金”
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這是一個重大的發(fā)現(xiàn),不僅僅因為它首度在隕石中被探測出?!凹幢闶亲詈唵蔚某瑢?dǎo)礦物鉛也很少以其天然形式自然發(fā)現(xiàn),據(jù)我們所知,以前并未有關(guān)于天然鉛樣本超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn),”,研究人員在其論文中表示,“事實上,我們只在以前的一個報告中發(fā)現(xiàn)提及礦物隕石中的自然超導(dǎo)物”
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也就是說,這次在如此小的樣本(十五顆隕石)中就發(fā)現(xiàn)有兩顆具備超導(dǎo)物的事實說明,有更多超導(dǎo)相物質(zhì)極有可能在太空環(huán)境中存在,而且他們的超導(dǎo)屬性可能反過來對他們的外形環(huán)境產(chǎn)生影響。
“在太空寒冷區(qū)域的超導(dǎo)顆??赡軐阈墙Y(jié)構(gòu)有影響,”,研究小組寫到,“確切來說,超導(dǎo)顆??梢跃S持微觀電流回路的暫態(tài)場并且影響周邊的磁場?!?/span>
所有人都在猜測這些現(xiàn)象會帶來什么樣的研究結(jié)果,但是有很多新問題需要開始思考了。
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作者: sciencealert
FY: 小弭
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