La historia del desarrollo de los superconductores1911: El descubrimiento de la superconductividad En 1933, dos científicos, Meissner y Oxenfeld, descubrieron que si un superconductor se enfría en un campo magnético, la resistencia del material desaparece. Al mismo tiempo, el superconductor emite líneas de inducción magnética, un fenómeno llamado diamagnetismo. Gracias a los esfuerzos de los científicos se ha superado la barrera magnetoeléctrica de los materiales superconductores. La siguiente dificultad es romper la barrera de la temperatura, es decir, buscar materiales superconductores de alta temperatura. Superconductividad En 1911, la científica holandesa Heike Camerling-Onnes enfrió mercurio con helio líquido. Cuando la temperatura baja a 4,2 K, la resistencia del mercurio desaparece por completo. Este fenómeno se llama superconductividad y esta temperatura se llama temperatura crítica. Según las diferentes temperaturas críticas, los materiales superconductores se pueden dividir en materiales superconductores de alta temperatura y materiales superconductores de baja temperatura [1]. Pero la "temperatura alta" mencionada aquí está en realidad muy por debajo del punto de congelación de 0 ℃, que es una temperatura extremadamente baja para la gente común. En 1973, se descubrió una aleación superconductora, la aleación n B-Ge. Su temperatura superconductora crítica es de 23,2 K, que se ha mantenido durante casi 13 años. 1986 1986 El Centro de Investigación Americano de IBM en Zurich, Suiza, informó que un óxido (óxido de La-Ba-Cu) tiene superconductividad a alta temperatura a 35K. Desde entonces, los científicos han producido nuevos resultados de investigación casi cada pocos días. En 1986, la temperatura superconductora crítica del material superconductor estudiado por los Laboratorios Bell alcanzó los 40 K, cruzando la "barrera de temperatura" (40 K) del hidrógeno líquido. 1987 En 1987, el científico chino-estadounidense Zhu Jingwu y el científico chino Zhao Zhongxian elevaron sucesivamente la temperatura superconductora crítica a más de 90 K en materiales de óxido de itrio, bario y cobre, y también se rompió la "barrera de temperatura" (77 K) del nitrógeno líquido. A finales de 1987, el material de talio-bario-calcio-cobre-oxígeno aumentó la temperatura crítica del superconductor a 125 K. En poco más de un año, entre 1986 y 1987, la temperatura crítica del superconductor aumentó en casi 100 K. Rusia Se observó el llamado modo de resonancia magnética en una sola capa de óxido de cobre TL2Ba2CuO6 δ utilizando tecnología de dispersión de neutrones. Este descubrimiento contribuye al estudio del mecanismo de los superconductores de óxido de cobre. Los superconductores de alta temperatura tienen altas temperaturas de transición superconductoras (generalmente más altas que la temperatura de licuefacción del nitrógeno), lo que favorece una amplia aplicación de los superconductores en la industria. Han pasado 16 años desde el descubrimiento de los superconductores de alta temperatura, pero la investigación sobre sus numerosas características y mecanismos microscópicos que los diferencian de los superconductores convencionales se encuentra todavía en una etapa muy "primaria". Esto no sólo se refleja en el hecho de que ninguna teoría puede describir y explicar completamente las características de los superconductores de alta temperatura, sino también en la falta de fenómenos experimentales "intrínsecos" unificados que prevalecen en diferentes sistemas. Los resultados publicados en este número de Science significan que se puede resolver un misterio de larga data sobre la dispersión de neutrones. Ya en 1991, los físicos franceses utilizaron la tecnología de dispersión de neutrones para descubrir señales magnéticas débiles en el monocristal superconductor de doble capa de óxido de cobre yba2cu3o6 δ. Experimentos posteriores demostraron que esta señal aumenta significativamente sólo cuando el superconductor está en un estado superconductor, conocido como modo de resonancia magnética. Este descubrimiento muestra que los espines de los electrones cooperan para producir un movimiento colectivo y ordenado, lo que no es posible en los superconductores convencionales. Este movimiento colectivo puede estar implicado en el emparejamiento de electrones y es responsable del mecanismo superconductor, que es similar a las vibraciones de la red que provocan el emparejamiento de electrones en los superconductores convencionales. Sin embargo, no se pudo observar el mismo fenómeno en otro superconductor, La2-xsrxCuO4 δ (capa única de óxido de cobre). Esto llevó a los físicos a sospechar que este modo de resonancia magnética no era un fenómeno común en los superconductores de óxido de cobre. En 1999, esta señal de resonancia magnética también se observó en un monocristal bi2sr2cacu2o8 δ. Sin embargo, dado que Bi2SR2CaCu2O8 δ, al igual que YB2Cu3O6 δ, también tiene una estructura de doble capa de óxido de cobre, la confusión sobre si el modo de resonancia magnética es una representación especial de la doble capa de óxido de cobre o un fenómeno "universal" no se ha resuelto por completo. Un candidato ideal sería un cristal superconductor típico de alta temperatura con una estructura lo más simple posible, con una sola capa de óxido de cobre. La dificultad es que, debido a que la interacción entre los neutrones y la materia es muy débil, los experimentos de dispersión de neutrones sólo pueden llevarse a cabo con cristales suficientemente grandes. Con la madurez de la tecnología de dispersión de neutrones, los requisitos de tamaño de cristal se han reducido al orden de 0,1 cm.