超導體––電子傳導時沒有阻力 我們知道，金屬在導電時，是利用電子在內部移動而產生電流，但是電子移動時會遇到阻力，這就是所謂的電阻。1911年，荷蘭物理學家開默林昂內斯（Heike Kamerlingh Onnes）成功製造出液態氦，並利用液態氦的低溫，將金屬冷卻到比絕對零度以上幾度。他發現，金屬的電阻在這麼低的溫度下竟然消失，也就是說，電子在這個情況下可以通行無「阻」，因而製作出超導體來，並於1913年獲得諾貝爾物理獎。 50年之後，闡釋這種現象的理論終於出現。這是由巴丹（John Bardeen）、古柏（Leon Cooper）和敘利弗（Robert Schrieffer）所提出的BCS理論。該理論提到，電子在超導體中，會形成一對對的電子對，稱為「古柏對」；而在低溫下，材料中帶正電金屬原子的結構會形成一個通道，古柏電子對便沿著這個通道均勻地流動，因而出現超導現象。氣體遇冷時會凝結出水滴，電流在極低溫下也會使電子「凝結」出電子對，因此電子成對的現象，可以冷凝的概念來思考。 這是第一種類型的超導體，其材料為金屬。它在超導的狀態下，要是外加磁場，電流便會被抵銷，因此要是磁場太大，超導性便會消失。 不過，第二種類型的超導體卻不會受磁場影響。這種超導體的材料未必是金屬，它能夠在強大磁場中，維持其超導特性，而BCS理論遇到這種超導體就束手無策了。 阿比科索夫就是因為成功解釋了這種現象而榮獲諾貝爾獎的。他在1950年代末期，提出一項新的理論，以波函數來描述超導體的行為。他透過數學的方式，描述超導體中產生的渦流，並解釋外加磁場如何沿著渦流的通道穿透超導體。除此之外，要是磁場增強，阿比科索夫也能夠預測這些渦流變大的細節；而一旦這些渦流的核心重疊，材料所具備的超導性便會消失。 對於研究這種新的超導材料來說，阿比科索夫的理論是項重大突破，並在新的超導體和磁鐵的研發分析上，仍是十分重要的工具。 另一位獲獎者金茲柏格，則是因為提供了阿比科索夫理論基礎而獲獎。他在1950年代初期與蘭道（Lev Landau，獲得1962年諾貝爾獎）提出的理論，是為了描述在當時所知道的超導體中，所具有的超導性和磁場的臨界強度。 第二種類型的超導體的應用廣泛，例如目前名噪一時的磁共振造影（MRI）技術，就必須採用第二種類型的超導體作為材料，因為MRI影像的解析度，與外加磁場的強度有關。 用第二種類型的超導體作為材料，因為MRI影像的解析度，與外加磁場的強度有關。 轉錄自科學人雜誌網站 --

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