通常電流通過金屬導(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馬普固體研究所物理學(xué)家再次對鉛和鈮的超導(dǎo)性能進(jìn)行了測試，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)頁上。
　　據(jù)德國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)成所謂的庫珀電子對，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)成庫珀電子對，克服晶格柵的阻抗。
　　研究人員在對鉛和鈮兩種金屬材料的測試中發(fā)現(xiàn)，負(fù)電子要結(jié)成庫珀電子對，需要一定的能量使電子躍過一個(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)?？茖W(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，并無法結(jié)成庫珀電子對。凱姆稱“科恩?不規(guī)則”與能量空隙是一對冤家，如果沒有“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)家還無法就“科恩?不規(guī)則”和能量空隙對克服晶格柵的作用進(jìn)行定性測量。馬普固體研究所的專家只能借助“旋轉(zhuǎn)?響應(yīng)?中子散射”方法對金屬原子的振動(dòng)進(jìn)行測量。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BCS超導(dǎo)理論的完善，將有助于對超導(dǎo)材料的進(jìn)一步研究。