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光子雷達(dá)概念?
光子雷達(dá)是一種基于光子技術(shù)的雷達(dá)系統(tǒng),利用光子的特性進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)和測(cè)距。與傳統(tǒng)雷達(dá)相比,光子雷達(dá)具有更高的分辨率和更快的響應(yīng)速度。
它利用光子的波粒二象性,將光子發(fā)射到目標(biāo)上并接收反射回來(lái)的光子,通過測(cè)量光子的時(shí)間延遲和頻率變化來(lái)確定目標(biāo)的位置和速度。光子雷達(dá)具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,包括航空航天、無(wú)人駕駛、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。它具有高精度、高靈敏度和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),有望在未來(lái)的科技發(fā)展中發(fā)揮重要作用。
室溫超導(dǎo)誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的?
羅切斯特大學(xué)的物理學(xué)家蘭加·迪亞斯。
超導(dǎo)體是一種比常規(guī)導(dǎo)體更為優(yōu)越的無(wú)損耗導(dǎo)電材料?,F(xiàn)有的超導(dǎo)材料大都需要在極低溫下才能工作,這大大限制了它們的大規(guī)模應(yīng)用。因此,找到一種室溫超導(dǎo)材料,是物理學(xué)家長(zhǎng)久以來(lái)的夢(mèng)想。而今,我們迎來(lái)了人類探索超導(dǎo)之路上的里程碑事件。
據(jù)最新一期《自然》的封面文章,美國(guó)羅切斯特大學(xué)(UniversityofRochester)的科學(xué)家們?cè)?60萬(wàn)個(gè)大氣壓下,成功創(chuàng)造出了臨界溫度約為15℃的室溫超導(dǎo)材料,這是人類首次實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)。
其實(shí),現(xiàn)在距離首次發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象足足有100多年了。早在1911年,荷蘭物理學(xué)家卡末林·昂內(nèi)斯(HeikeKamerlinghOnnes)就已經(jīng)發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度降低4.2K(約-268.95℃)時(shí),浸泡在液氨里的金屬汞的電阻會(huì)消失。但直到1957年,才有了第一個(gè)真正能描述超導(dǎo)現(xiàn)象的理論——BCS理論。該理論由美國(guó)科學(xué)家約翰·巴?。↗ohnBardeen)、里昂·庫(kù)伯(LeonCooper)和約翰·施里佛(JohnSchrieffer)基于“波粒二象性”建立。他們認(rèn)為,金屬外層自由電子在有電壓時(shí),會(huì)流經(jīng)晶格點(diǎn)陣形成電流,但通常情況下,這種晶格點(diǎn)陣有缺陷,會(huì)因熱振動(dòng)使電流產(chǎn)生阻礙。
而在超導(dǎo)體中,電子會(huì)被束縛形成“庫(kù)伯對(duì)”(Cooperpair),從而產(chǎn)生集體凝聚的波,這種波不同于自由電子,可以無(wú)阻礙地穿越晶格點(diǎn)陣。
室溫超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)是由美國(guó)研究人員在2020年10月宣布的。這個(gè)團(tuán)隊(duì)是由企業(yè)家兼實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家Frederick Prinz領(lǐng)導(dǎo)的,他與其他同行一起,在幾十年的研究和實(shí)驗(yàn)中,讓室溫超導(dǎo)這個(gè)領(lǐng)域發(fā)生了巨大的突破。
最初,超導(dǎo)物質(zhì)需要被冷卻到非常低的溫度,如接近零度或更低。然而,這次發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)將展示了一種可在常溫下工作的超導(dǎo)材料。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將給電力、交通和科技等領(lǐng)域帶來(lái)重大變革,甚至可能改變?nèi)祟悓?duì)能源的依賴方式,以此大大減少能源的消耗。
這一發(fā)現(xiàn)已經(jīng)引起了全球科學(xué)界的高度關(guān)注,并在大眾中間引起了廣泛的討論和期待。
室溫超導(dǎo)是一個(gè)相對(duì)而言較新的領(lǐng)域,目前還沒有確切的發(fā)現(xiàn)者。但是,被認(rèn)為是開創(chuàng)這個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵研究之一發(fā)表于2014年Nature雜志上的文章,由美國(guó)喬治亞大學(xué)的物理學(xué)家Ivan Schuller領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)了一種可以在相對(duì)室溫下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的材料。這個(gè)研究引起了強(qiáng)烈的反響,因?yàn)閭鹘y(tǒng)上,超導(dǎo)需要在極低溫度下才能實(shí)現(xiàn),這導(dǎo)致了制造超導(dǎo)材料的成本和技術(shù)難度很高。
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)開啟了一條新的研究方向,許多科學(xué)家都開始探索如何實(shí)現(xiàn)更加實(shí)用的室溫超導(dǎo)材料。雖然室溫超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)尚未完全開發(fā)出來(lái),但這個(gè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展仍在不斷推動(dòng)著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。
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