卡茂林·昂尼斯
1911年初春,一個寒意尚未消盡的夜晚,荷蘭萊頓實驗室燈火通明,大物理學家卡茂林·昂尼斯還在緊張地忙碌著。
幾個星期以來,他一直想采用一種手段力求使汞的溫度冷卻到接近絕對零度,但他沒有成功,眼睛熬紅了,身體消瘦了,始終沒有找到合適的冷卻劑。後來,還是他的學生兼助手霍爾斯特提醒了他,可不可以試一下3年前液化成功的液態氦。今天,他試著利用液態氦進行冷卻,終於使汞的溫度冷卻到接近絕對零度。他十分高興,幾個星期以來的疲勞一掃而光。當他將電流通過汞線,測量汞線的電阻隨溫度的變化時,一個奇異的現象出現了:當溫度降到42K時,電阻突然消失了。昂尼斯的神經立即繃了起來,他簡直不敢相信自己的眼睛。他讓助手重新做了一遍測試,結果發現還是出現了電阻消失的現象。昂尼斯和助手緊緊地擁抱在一起,流下了滾燙的淚水。就是在這一天晚上,人類的一項偉大的發現誕生了,昂尼斯稱這種現象為物質的超導性,他稱汞這時進入了“超導態”,稱電阻為零的溫度為轉變溫度。
不久,昂尼斯又發現了其他幾種金屬也可進入“超導態”,如錫和鉛。錫的轉變溫度為38K,鉛的轉變溫度為6K。由於這兩種金屬的易加工特性,就可以在無電阻狀態下進行種種電子學試驗。此後,人們對金屬元素進行試驗,發現鈹、鈦、鋅、镓、鋯、鋁、锘等24種元素是超導體。從此,超導體的研究進入了一個嶄新的階段。
昂尼斯的發現具有重要的科學價值和實用價值。多少年來,科學界一直都在嘲笑那位幻想製造“永動機”的天真人士。那麼,“永動機”難道永遠都是夢想嗎?會不會有一天人類真的製造出“永動機”?
永恒的夢想一直被認為是理想主義的行為,在現實生活中是難以實現的。比如鍾擺,理想的狀態應該是擺動後永不停止。但是,由於空氣的阻力和自身的摩擦力,它運動一段時間就會停下來。
電烙鐵接通電源後就會發熱,進而達到熔化焊錫的程度,這是由於電流的熱效應。但是,在許多情況下,我們所需要的不是熱能,像我們希望從白熾燈得到光,從電動機得到機械能,從發動機得到電能衰減。他做了一個重要實驗,將電流通過冷卻到4K的鉛線回路,一年後電流仍然沒有減弱地流動著。
由於電流可以產生磁場,昂尼斯相信,超導線圈可以形成大的工業磁體。這樣的超導磁體由於超導線圈內沒有電阻損失,則無需提供連續的能源而運行。因而,人類永恒的夢想就可以實現。