不過,如果電子都成為了庫珀對,這種弱耦合作用力的能保證電子按部就班的前進(jìn),無論它們碰沒碰到材料缺陷。庫珀對就是讓材料具有超導(dǎo)性的原因。
超原子的超導(dǎo)性
超原子某種程度上就像一個很大的原子。電子運(yùn)動在一個可預(yù)測的殼體里面,就好像單個原子的電子云。
電子殼層是量子效應(yīng)的產(chǎn)物—由量子力學(xué)法則描述的一種物理現(xiàn)象。殼體就是原子周圍電子的軌跡。電子的排布遵循這樣一個規(guī)則:離核最近的軌道上有2個電子,最外層電子數(shù)不超過8個,次外層不超過18個電子等。
超原子具有電子殼層讓科學(xué)家們懷疑超原子可能也具有另一個量子效應(yīng):庫珀對。
為了檢驗這一假說,Kresin和他的團(tuán)隊煞費(fèi)苦心地制備了特定大小的鋁超原子(從32原子大小到95原子大小),然后在不同的溫度下用激光束照射超原子。將超原子中激發(fā)出來的電子與當(dāng)時的激光能量一并記錄下來。
在原子數(shù)目較少時,得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)連起來是一條上升的簡單曲線—因為隨著激光能量的上升,激發(fā)出來的電子成比例地增加了。
而由37,44,66和68個鋁原子組成的超原子的圖像卻大大不同,它們有一個凸?fàn)畹姆澹@說明在一定的能量水平時,電子會對抗激光以不脫離體系—也許是因為庫珀對使得電子間彼此存在耦合。
當(dāng)溫度降低時,曲線凸起了—臨界值大約在100K,這說明其中的電子很可能形成了庫珀對。
超導(dǎo)體的未來
形成庫珀對的超原子為超導(dǎo)體性質(zhì)的研究打開了新的疆域。科學(xué)家們將深入探索不同尺寸超原子的超導(dǎo)性,和各種能制備超原子的元素。
Kresin說:“100K還不是極限溫度,這僅僅是一個開始。”
Kresin還設(shè)想以后可以將超原子鏈放在基底材料上建造電路,讓電流無電阻的通過超原子鏈。










