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第9章 卡茂林·昂尼斯

1911年初春,一个寒意尚未消尽的夜晚,荷兰莱顿实验室灯火通明,大物理学家卡茂林·昂尼斯还在紧张地忙碌着。

几个星期以来,他一直想采用一种手段力求使汞的温度冷却到接近绝对零度(即0K,K=-273℃),但他没有成功,眼睛熬红了,身体消瘦了,始终没有找到合适的冷却剂。后来,还是他的学生兼助手霍尔斯特提醒了他,可不可以试一下3年前液化成功的液态氦。今天,他试着利用液态氦进行冷却,终于使汞的温度冷却到接近绝对零度。他十分高兴,几个星期以来的疲劳一扫而光。当他将电流通过汞线,测量汞线的电阻随温度的变化时,一个奇异的现象出现了:当温度降到42K时,电阻突然消失了。昂尼斯的神经立即绷了起来,他简直不敢相信自己的眼睛。他让助手重新做了一遍测试,结果发现还是出现了电阻消失的现象。昂尼斯和助手紧紧地拥抱在一起,流下了滚烫的泪水。就是在这一天晚上,人类的一项伟大的发现诞生了,昂尼斯称这种现象为物质的超导性,他称汞这时进入了“超导态”,称电阻为零的温度为转变温度。

不久,昂尼斯又发现了其他几种金属也可进入“超导态”,如锡和铅。锡的转变温度为38K,铅的转变温度为6K。由于这两种金属的易加工特性,就可以在无电阻状态下进行种种电子学试验。此后,人们对金属元素进行试验,发现铍、钛、锌、镓、锆、铝、锘等24种元素是超导体。从此,超导体的研究进入了一个崭新的阶段。

昂尼斯的发现具有重要的科学价值和实用价值。多少年来,科学界一直都在嘲笑那位幻想制造“永动机”的天真人士。那么,“永动机”难道永远都是梦想吗?会不会有一天人类真的制造出“永动机”?

永恒的梦想一直被认为是理想主义的行为,在现实生活中是难以实现的。比如钟摆,理想的状态应该是摆动后永不停止。但是,由于空气的阻力和自身的摩擦力,它运动一段时间就会停下来。

电烙铁接通电源后就会发热,进而达到熔化焊锡的程度,这是由于电流的热效应。但是,在许多情况下,我们所需要的不是热能,像我们希望从白炽灯得到光,从电动机得到机械能,从发动机得到电能衰减。他做了一个重要实验,将电流通过冷却到4K的铅线回路,一年后电流仍然没有减弱地流动着。

由于电流可以产生磁场,昂尼斯相信,超导线圈可以形成大的工业磁体。这样的超导磁体由于超导线圈内没有电阻损失,则无需提供连续的能源而运行。因而,人类永恒的梦想就可以实现。

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