康涅狄格州大学 信用:CC0公共领域 当人们想象“新材料”时，他们通常会想到化学
但是康涅狄格物理学家伊利亚·索奇科夫有另外一个建议:力学
索奇科夫研究超导体
超导体是让电流流动而不损失能量的材料
在正常的导体中——比如说电力线——电流会因摩擦和损耗而逐渐减弱
我们通过这种方式产生的电力损失高达90%
但是电流可以永远不变地流过超导电路
实用的超导体将使电网和许多设备，包括新的计算机，更加节能
化学家和冶金学家多年来一直在尝试不同的元素组合，试图获得在接近室温的温度下工作的超导体(大多数超导体只有在超级冷的时候才能工作
这个想法是想出元素的完美组合，在正确的能量下，有正确的电子密度
当这种情况发生时，电子配对并以同步的方式穿过材料，即使温度高于77开尔文，这是液氮的温度
这被认为是一种高温超导体，因为液氮生产成本低廉，可以用作制冷剂
但是找到合适的化学物质来制造新的更好的高温超导体一直是个难题
索奇科夫和他的学生对此有不同的想法
如果挤压或拉伸等机械变化可以使材料成为超导体呢？改变化学本质上是改变材料中原子和电子的排列
机械应力可以用不同的方式做同样的事情
学分:康涅狄格大学 索奇科夫与物理系学生克洛伊·埃雷拉、乔纳·赛宾、唐尼·达维诺和雅各布·富兰克林一起设计了一台机器，用来拉伸一小块超导体，看看会发生什么
他们挑选了钛酸锶，一种在高科技电子应用中使用的著名材料，作为大的几乎完美的晶体，它在0
开尔文5度
那冷得离谱，甚至比液氦还冷
但是钛酸锶在这么冷的时候表现得很奇怪
它的原子极化；这意味着它们都同步振荡
你可以想象它们一起轻轻地上下跳动
这些振荡倾向于将电子联系在一起，帮助它们成对移动——这可能是它超导的原因
索奇科夫和小组中的学生知道拉伸钛酸锶会改变其原子的振荡方式
这反过来可能会改变电子的运动方式
拉伸晶体的机器由铜制成，用于将热量从晶体中传导出去
其余大部分工作区域都涂上了金，以反射来自外部的热量
它用三个圆筒来冷却材料；首先是液氮的温度(70K)，然后是液氦(4K)，然后是氦-3和氦-4的沸腾混合物(由于奇怪的量子效应，它甚至比普通液氦还要冷——只有千分之几开尔文！真的接近绝对零度！) 整个装置悬挂在一个漂浮在减震器上的钢架上，以防止地板上的任何振动干扰实验
当索奇科夫、埃雷拉、赛宾、达维诺和富兰克林做实验并观察结果时，他们发现拉伸的钛酸锶在比正常温度高40%的温度下会变成超导的
从百分比来看，这是一个巨大的增长
他们认为这是因为拉伸材料使原子更容易振荡，更牢固地将电子粘合在一起
现在，他们正在计算是什么造成了这种差异，并计划在不久的将来在其他材料中进行测试
“通常我们用化学方法控制材料
在这里，我们机械地做它
这给了我们另一个工具，让超导体更贴近日常生活，并发现新的功能，”索奇科夫说
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