科學家首次在兩顆不同的隕石中發現了自然存在的超導材料。
來自加州大學聖地亞哥分校、美國布魯克黑文國家實驗室的研究者在兩塊不同的隕石當中發現了超導材料,這一發現的重要性不僅是因為這是首次在隕石中發現了超導材料,更是罕見地發現了天然形式存在的超導材料。
最新的研究成果發表在了美國國家科學院院刊(PNAS)上。
這一結果還只是一個初步發現,已經足夠表明隕石不僅僅是從天而降的太空碎片。這一研究顯示,隕石還可能攜帶了人類從未見過的、或比太陽系本身還古老的物質。
超導體是指可以在特定溫度以下,呈現電阻為零的導體。一般材料在導電過程中會消耗大量能量,而超導體在傳輸過程中則幾乎沒有能量耗損,還能在每平方釐米上承載更強的電流。然而,目前大多數超導體僅在接近絕對零度的溫度下工作。
現在距離超導現象被發現已經過去了超過 100 年,科學家還在探索低壓、高溫下實現材料超導性的方法並將其用於生活中。
比如以前最常提到的超導材料鉛,在自然界中就很少存在極純的鉛,而更多以方鉛礦(PbS)及白鉛礦(PbCO3)的形式存在。與此同時,研究者表示此前也從未聽聞有天然的鉛樣本存在超導性的例子。
“事實上,我只聽說過一種天然材料存在過超導現象,就是Covellite(一種稀有的硫化銅礦物)。”
地球上找不到,那麼太空則是個值得關注的方向,研究人員表示,太空中的極端環境可能會讓物質產生特殊的相(Phase),尤其是特別的天文事件下會產生極端的高溫和壓力。
也正因此,人們曾經期待太空的特殊環境可能會形成超導材料,而隕石自然就是一個絕佳的研究物件。但在此次研究之前,還從未有研究在隕石中發現了類似的超導化合物。
此次參與研究的科學家們利用一種叫做磁場調製微波光譜的技術(MFMMS,一種特殊、高靈敏度的技術,主要用於尋找超導現象),對來自 15 種不同隕石的碎片進行了研究,以尋找樣品中的超導現象。
根據團隊的測量結果,其中兩塊隕石內都含有微量的來自外太空的超導微粒。
其中一塊是 1911 年在澳洲發現的鐵隕石 Mundrabilla ,這塊總重量達到 22 噸的隕石也是迄今發現最大的隕石之一;另一塊則是 25 年前在南極洲被發現的罕見隕石 GRA 95205 。
進一步分析得出,超導現象可能源自其中鉛、銦和錫的合金。
論文作者、加州大學聖地亞哥分校的物理學家 James Wampler 表示,自然形成的超導環境非常不尋常,也十分重要,因為它們可能在地外環境中具有超導性。
更加值得期待的是,正如研究文章指出,團隊分別從兩塊完全不同的隕石中發現超導材料,由於人類掌握隕石的樣本還非常有限,未來也許會從太空環境發現更多的超導材料。
與此同時,超導材料的超導特性有可能反過來對其所處的太空環境產生各種各樣的影響,比如超導粒子對附近的磁場產生影響等。
但這些都僅僅是研究人員的猜測,而這一最新的發現則是解開這些謎題的一個開始。