通常電流通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生損耗，但在一定的溫度條件下則不會(huì)發(fā)生損耗，這就是1957年由巴丁、庫(kù)珀和施里弗共同解釋的所謂超導(dǎo)現(xiàn)象。然而3位科學(xué)家并沒(méi)有完全闡明超導(dǎo)現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理。最近，位于斯圖加特的德國(guó)馬普固體研究所物理學(xué)家再次對(duì)鉛和鈮的超導(dǎo)性能進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)體費(fèi)米表面迄今未被發(fā)現(xiàn)的一些細(xì)節(jié)，即電子在超導(dǎo)體費(fèi)米表面運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)形成能量空隙，空隙的大小與費(fèi)米表面的形態(tài)有關(guān)。這一對(duì)超導(dǎo)材料性能的新發(fā)現(xiàn)刊登在近期的《科學(xué)進(jìn)展》雜志網(wǎng)頁(yè)上。
　　據(jù)德國(guó)馬普固體研究所物理學(xué)家伯恩哈特?凱姆介紹，通常負(fù)電子在金屬中運(yùn)動(dòng)時(shí)要穿越正離子組成的晶格柵，由于負(fù)電子與正離子是相向運(yùn)動(dòng)，于是會(huì)在金屬中產(chǎn)生阻抗并損耗能量。而在超導(dǎo)狀態(tài)下，一個(gè)負(fù)電子會(huì)和另一個(gè)負(fù)電子結(jié)成所謂的庫(kù)珀電子對(duì)，這樣就可以自由地穿越金屬的晶格柵。早先以3位科學(xué)家姓名命名的超導(dǎo)BCS理論只解釋了在一定的溫度下，負(fù)電子會(huì)結(jié)成庫(kù)珀電子對(duì)，克服晶格柵的阻抗。
　　研究人員在對(duì)鉛和鈮兩種金屬材料的測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，負(fù)電子要結(jié)成庫(kù)珀電子對(duì)，需要一定的能量使電子躍過(guò)一個(gè)所謂的能量空隙，這個(gè)空隙的出現(xiàn)與特定的溫度有關(guān)，而科學(xué)家恰恰清楚地觀察到了在特定溫度下能量空隙的出現(xiàn)。科學(xué)家在兩種金屬中還發(fā)現(xiàn)了另一種迄今被認(rèn)為獨(dú)立于超導(dǎo)體的現(xiàn)象：電子在電子脈沖或一定的加速能量作用下會(huì)形成一個(gè)電子峰谷，峰頂聚集著很多電子，谷底只有很少電子，物理學(xué)家把這個(gè)峰谷稱為“科恩?不規(guī)則”（Kohn-Anomalien）。由于電子脈沖或加速能量的作用，電子在這個(gè)峰谷位置很容易被振動(dòng)的原子所碰撞，并無(wú)法結(jié)成庫(kù)珀電子對(duì)。凱姆稱“科恩?不規(guī)則”與能量空隙是一對(duì)冤家，如果沒(méi)有“科恩?不規(guī)則”，也許金屬在較高的溫度下也能產(chǎn)生超導(dǎo)。
　　目前，科學(xué)家還無(wú)法就“科恩?不規(guī)則”和能量空隙對(duì)克服晶格柵的作用進(jìn)行定性測(cè)量。馬普固體研究所的專家只能借助“旋轉(zhuǎn)?響應(yīng)?中子散射”方法對(duì)金屬原子的振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。有關(guān)專家認(rèn)為，超導(dǎo)材料存在能量空隙的新發(fā)現(xiàn)是對(duì)BCS超導(dǎo)理論的完善，將有助于對(duì)超導(dǎo)材料的進(jìn)一步研究。