QUID:一项令人震撼的发明,超导量子干涉仪!_SQUIDBOUND价格

今天我想跟大家介绍最近的一项令人震撼的发明,叫做超导量子干涉仪,它的首字母缩写,刚好就是“鱿鱼”squid这个英文单词。

这种极其灵敏的装置可以探测到大脑中不易被觉察的磁场,这意味着人类终于可以不用在颅骨上打洞,就有可能分析出人的思维模式,那畅想的远一点的话,这差不多就已经是思想读取器的雏形了,这是一种挺恐怖的发明。

如果我们回到两百年前,你去问当时的科学家,如何才能发明出一种思想读取器呢?他如果这么回答你,这个发明的第一步是要设法将一些气体变成液体,留在玻璃管中,不知道你听到以后会不会以为他是精神错乱了?当然,我估计200年前也不可能有人会朝这个方向去想,但事实上,超导量子干涉仪发明的起点还真的就是从液化气体开始的,下面我就来为大家简单地介绍一下这个发明的脉络。

200多年前,法拉利在制作一些玻璃器皿的时候,他发现自己不小心留在一支加压玻璃管中的气体,变成了液体。这个现象引起了很多同时代科学家的兴趣,因为没有人想到气体,居然能变成液体液化了,后来呀,人们发现,比起给气体加压,气体液化的最佳办法是冷却,于是这种领悟引导科学家们发明了制冷技术,他们把各种气态元素都液化了。

例如氢气和氦气,而且你一旦把氢和氦给液化了,那你几乎就可以冷却一切东西了,很简单,只要把这些物体浸入到液氢或者液氦中就可以了,比如液氦的温度大约是零下268摄氏度,如果你把一枚硬币扔到液氦中,很快硬币也会变成零下268摄氏度。

那另外一些科学家开始好奇,导体在极低的温度下会发生什么呢?之前,在常温下,人们已经发现导体的性能会随着冷却而提升,也就是说,电阻会降低,这是因为导体有点像是运输电子的管道,但他们呢并非是完美的。

比方说,一根铜线中的铜原子就会阻碍电子的运动,大家知道,热的本质实际上就是原子级别的高速震动,你可以把电子想象成在高速公路上开的跑车。而原子呢,就像是路上的一些障碍物,如果这些障碍物晃动的越厉害,那么你就越有可能撞上他们,这就是为什么电阻会变大,更糟糕的是,这些原子被撞的次数越多,他们就会晃得更厉害,晃得更厉害呢就更容易被撞上,如此恶性循环。

所以呢,你的笔记本电脑总是越用越热,越热越慢,要提高导体的导电性能,最简单的办法就是降温,当科学家们把某些导体的温度降低到极低的温度的时候,发现了一个非常神奇的现象,它们会突然变成完美的导体,电阻降为了零,那这就是超导体。如果你在一个用超导体构成的回路中充电,这些电便会永远的环形流动,它会导致各种各样不可思议的事情,比如说那股环形电流将产生一个磁场。

此外呢,这意味着你可以将这些冷却的金属变成一块永久性的磁铁,而磁场强度则取决于电流量。随后,在20世纪60年代,布莱恩·约瑟夫森发现了一种能探测到磁场中细微变化的超导体排列形式,这种名为约瑟夫森结的装置,最终使量子超导干涉仪的发明成为了可能。

这个发明的历程很好的说明了,很多时候呢,科学家们完全想不到,正在捣鼓的技术会对未来的技术产生什么样的影响,看似八竿子打不着的技术最后竟然发生了奇妙的联系,技术的发展总是在出乎人们的意料。

如果倒回50年的话,你去问当时的科学家,50年后,人类拥有一个月球住人基地的可能性更大呢?还是拥有一个能放进口袋中的超级计算机的可能性更大?我想绝大多数科学家都会告诉你,当然是月球基地的可能性更大!因为50年前我们刚刚登上月球,全世界的科学家都认为下个世纪是宇航世纪。

可实际上我们都知道,从1972年之后就再也没有人类登上过月球了,今天的手机以50年前的眼光来看,那就是一个超级计算机,已经可以放进我们每个人的口袋了。

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