通过操纵铷原子调节物质的相位，来控制巴基球之间的距离和压力，有点像你通过从他们的刚性结构撞出原子来将固体改变成液体

新的物质状态可以彻底改变使用能源方式

2015-05-19 02:16

作者

作者: 

JESSICA ORWIG

编译: 

郑典

新的物质状态可以彻底改变使用能源方式

(博谈网记者郑典编译报道)据《商业内幕》（The Business Insider）2015年5月13日（周三）报导。

(离子体范例。/Jared Tarbell on Flickr )
你熟悉三种最常见的物质状态：固体，液体和气体。但至少有15个其它状态，以及一组科学家最近公布的新相位，那可能是一个打破我们使用和生产能源方式的改变者。
大部分时间，我们可以很容易地透过使用我们的眼睛，简单地分辨固体，液体和气体。但是，研究这三种状态、还有像等离子体，胶体和玻色-爱因斯坦凝聚等更奇异的例子的材料科学家，深入探讨每个相位的性质，例如密度，化学成分和导电性。
当由物理学家，化学家和材料科学家组成的国际研究小组，测试他们在实验室创造了一种新型材料的相位特性时，他们发现了一些他们以前从来没有见过的东西：绝缘体、超导体、金属和磁铁性质尽显其中的物质。他们在4月17日的《科学进展》杂志上发表了他们的成果。
他们做法是采用碳60分子的结晶结构或布基球，并用一种碱金属物质的原子铷。插入或掺杂。然后，科学家们可以通过操纵铷原子调节物质的相位，来控制巴基球之间的距离和压力，有点像你通过从他们的刚性结构撞出原子来将固体改变成液体。
当他们调整了巴基球之间的压力，团队遇到了改变材料从绝缘体变成导体的相移，这个过程被称为第一次在1937年被预测的Jahn-Teller效应。团队很适当的把此新型材料叫做Jahn-Teller金属。
他们的工作将需要在全球各地的其它实验室的其它团队进行复制，以确认他们的发现。但是，如果后续研究得到支持，他们的发现可以彻底改变我们使用和产生能量的方式。
游戏规则颠覆者
这是因为这些Jahn-Teller金属可能迎来一个新型的超导，正因如此，几十年来科学家和工程师一直追逐其后。
超导体就像能有效地传输电荷的导体。但导电材料，如铜和铝，对电子流有一些阻力。这种阻力消费能量，而这反过来又阻碍了效率和浪费成本。
例如，在从发电厂传送电力到家庭的过程中，由于电阻而丢失约6％的电力。

(电力输电线路。/Bruno Vincent/Getty Images)

(磁铁漂浮在超冷却超导体的上方。/sach1tb on Flickr)
对电子的流动有绝对的零阻力让超导体这么好，这在理论上可以创造难以置信的高效率的电子设备。
但是有一个重大的难题：具有超导能力的材料现存有数十种，但是你必须将它们冷却下来到极度寒冷的气温，也就是低于华氏负162度，才能产生这样的效果。
为什么这些材料只能在如此低温采用超导能力是一个未解之谜。但有一件事是肯定的：需要冷却它们的能源量的成本，超过我们目前低效率的导体所失去的，这使它们此时在工业使用上完全不切实际。
这就是Jahn-Teller金属可以发挥重要作用的地方。该团队的发现是第一次有人曾经以行动见证Jahn-Teller效应(从绝缘体到导体的变化)。通过研究这个过程是如何工作的，科学家可以更好的了解效果，并将其应用到可能产生更高温的超导体，也就是不需要被冷却至这样低的温度。

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