而半导体介于两者之间,这个散发系数,很好地解释了铜基超导临界温度比较高的原因,也是未来制备超导材料的一个基本原则。散发系数非常重要,仅次于相干系数。相干系数再高,只要散发系数非常大,也是不行的。 3. 差异系数( )。差异系数的提出,是因为的单元素超导相干系数都是1,非常高,但是,单元素,尤其是金属元素超导的临界温度都很低,与相干系数矛盾,所以才提出一个差异系数,弥补相干系数的不足。 4.材料结构。超导态就是耗散结构态,这个材料结构的构建可以借鉴耗散结构理论。另外,根据以上分析散发系数知道,在制备超导材料的时候,要考虑相干系数和散发系数。 首先计算相干系数,把所有相干系数很高的材料准备好。接下来,就是要避免暗能量的散发。要避免暗能量的散发,超导材料的表面必须是绝缘体,里面是导体,提供电子库伯对,中间可以是半导体,这就是超导三明治结构,要让这个材料成为一个有机的整体,必须在超高温和超高压下制备,因为只有这样做,才有可能无缝衔接,封锁住里面导体电子散发暗能量。这个高温高压超导三明治的制备给超导材料的制备制造了一个难题。但是,一经检验是可以的,接下来就会比较顺利了。因为只有这样制备,才有可能是真正的室温超导材料。 有了以上五大因素,我们再来看看相干系数的短板,可以看到,MgB2和TiCo的相干系数都很高,但是,MgB2的临界温度很高(39k),而TiCo的临界温度很低(0.7k),说明相干系数不是绝对的,还要考虑其它因素,比如散发系数,差异系数,材料结构等。 即便是这样,我们也相信,相干系数在制备超导材料中,还是有指导作用的,就是首先知道何种搭配最佳,这个搭配最佳,体现在Hg0.8O8制备中,因为这个比例导致四个相干系数都是1,从而也出现了高的临界温度。与BCS理论的关系,根据BCS理论,在晶格振动(即声子的德拜频率)的影响下,电子与电子之间会产生相互吸引作用。这个声子的德拜频率,其实就是气感应强度的一个表现。而电子龙卷风的超导理论,也是用的气感应强度,所以两者在这里是统一的。为什么BCS理论在解释高温超导的时候就不行了呢? 下面举一个形象的例子,马上就能理解:在时空阶梯理论看来,肺脏的呼吸频率和心跳频率,是生命气感应强度的两个表现,两者在更本质的意义上,是一样的,都是气感应强度。这样就可以解释了,形象化地比喻,就是BCS理论只是把肺脏呼吸作为电子成对的原因,而忽视了心跳也是成对的原因。所以,气感应强度更根本,从某种意义上讲,从BCS理论到电子龙卷风理论,就是类似从呼吸频率到气感应强度的转变。 BCS理论没有错,只是局限化了,电子龙卷风理论更普遍,可以同时解释第一类超导和第二类超导,或者低温超导与高温超导。 5. 更简单的解释。 从时空阶梯理论的角度看,既然有时空阶梯,就有可能有时空跃迁,这个类似电子的量子跃迁。超导就是在降温和加压的作用下,电磁力时空跃迁到弱力时空,而电子变成玻色子,电子玻色子产生玻色–爱因斯坦凝聚形成超导。这是最简单的超导解释。 6.总结 超导现象于1911年发现,但直到1957年,巴丁、库珀和施里弗提出BCS理论,其微观机理才得到一个令人满意的解释。BCS理论把超导现象看作一种宏观量子效应。它提出,金属中自旋和动量相反的电子可以配对形成所谓“库珀对”,库珀对在晶格当中可以无损耗的运动,形成超导电流。电子间的直接相互作用是相互排斥的库伦力。 如果仅仅存在库伦力直接作用的话,电子不能形成配对。但电子间还存在以晶格振动(声子)为媒介的间接相互作用:电声子交互作用。电子间的这种相互作用在满足一定条件时,可以是相互吸引的,正是这种吸引作用导致了“库珀对”的产生。大致上,其机理如下:电子在晶格中移动时会吸引邻近格点上的正电荷,导致格点的局部畸变,形成一个局域的高正电荷区。这个局域的高正电荷区会吸引自旋相反的电子,和原来的电子以一定的结合能相结合配对。在很低的温度下,这个结合能可能高于晶格原子振动的能量,这样,电子对将不会和晶格发生能量交换,也就没有电阻,形成所谓“超导”。 时空阶梯理论通过计算发现,在原子半径以内,是库伦斥力为主,但是到了原子半径的距离,或者大于原子半径距离,能气场力已经超越库伦斥力,占主导地位了。这个与银河系的能气场力类似:在银河系,在距离银心短距离内,牛顿引力起主导作用,在距离银心长距离内,能气场力起主导作用。能气场力是电子成对的原因。 超导的基础是能气场,核心是电子对-虚时空波。通过本文的分析,可以看出,最难理解还是暗物质和暗能量,这其中的暗物质就是能气场,而暗能量就是电子对-虚时空波中的虚时空。而最最难以理解的就是暗能量的散发,因为这个暗能量的散发,很难监测到,只有理论推理,才知道有暗能量的散发。其中,最有用的还是相干系数的计算,虽然超导的因素很多,但是,相干系数是第一位的,因为它简单易用,可以在很短的时间内尝试很多超导材料的组合。另外,散发系数非常重要,超导临界温度达不到室温,就是超导材料散发暗能量太大。我们希望有一天,通过高温高压制备出室温的超导三明治材料。 当然龙卷风的形成条件也可以借用,因为这个是最直观的。需要说明的是,相干系数计算公式中的数值设定没有唯一性,目前计算虽然可以解释一些超导现象,但是肯定不是最佳,这个需要在实践中不断改进。 参考文献 [1] 常炳功,时空阶梯理论合集: 物质·暗物质·暗能量(书)(汉斯出版社 2018)(Publisher: Hans Publishers; 1st edition2018)(Language:Chinese. ISBN-10: 1618965638. ISBN-13: 978-1618965639. ASIN: B075WKRZP5): [2] 常炳功,时空阶梯理论对双缝实验的解释──延迟选择量子擦除实验的本质,现代物理,Vol. 9 No. 6 (November 2019): [3] 闻海虎,新型高温超导材料研究进展.材 料 研 究 学 报,CHINESEJOURNAL OF MATERIALS RESEARCH. Vol. 29 No. 4,April 2 0 1 4: [4] 杨东升等,双能隙超导体MgB2的热导。物理学报,2003年3月,Vol.52,No.3,March 2003: [5] ZhenqiHaoet al,Anomalous doping evolution of superconductivity and quasiparticle interferencein Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δtrilayer cuprates,.arXiv.org, arXiv:2012.04206: [6] 杜增义等,铁基超导体能隙结构和机理的统一认识. 物理,47卷(2018)1期。
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