未解之谜

　　有助研发新型超导材料

　　2013年， 一个马普研究所参与的国际研究组发现，当使用红外激光脉冲照射钇钡铜氧化物材料时，它会在室温条件下短暂地显示出超导性。很显然激光脉冲改变了这种材料晶 体结构中双层氧化铜分子的耦合性。然而其中更确切的原因仍然不甚明了——直到研究组有机会前往美国，利用斯坦福大学的直线加速器相干光源(LCLS)——世界上最强大的X射线激光进行分析之后才最终揭开谜底。德国马普研究所物理学家罗曼·曼可威斯基(Roman Mankowsky)是这篇《自然》杂志论文的第一作者。他说：“首先，我们再次向材料照射红外脉冲激光，我们看到其中一些原子开始发生振动。很短时间之后，我们紧接着使用短X射线脉冲来测量被激发的晶体精确的晶格结构。”

　　这样做得到的结果是发现，红外脉冲不仅仅激发并导致原子振动，实际上还让原子发生了迁移，离开了原先的位置。这就在短时间内造成氧化铜双分子层厚度增加了2个皮米(1皮米=1万亿分之一米)，或一个原子直径的百分之一左右，而它们之间中间层的厚度则相应发生减薄。这一变化增强了两个双层之间的耦合效应，从而导致晶体结构在室温下短暂地显示出超导性。

　　而在另一方面，这项最新研究成果也帮助改进了目前还尚不完善的高温超导体理论。曼 可威斯基表示：“这项成果将帮助材料科学家们研发具有更高临界温度的超导材料。并最终实现可在室温下应用，完全无需冷却的超导材料的梦想。”到目前为止， 超导磁体，马达或电机在应用时都必须使用液氮或液氦进行冷却。如果这种复杂的冷却过程不再需要，这将意味着这一领域的一项关键性技术突破。