中国加速器低温超导技术取得重大突破

低温技术是指在－150°C以下的制冷技术。目前真正可应用的超导工程材料主要是铌钛合金，其超导临界温度为－264°C左右。高温超导材料的临界温度虽然可达到液氮温度（－196°C）以上，但工艺性能有待提高，目前还没有完成工业化过程。以铌钛材料制造的各种应用超导装置必须采用氦制冷系统才能实现超导状态。因此超导技术与低温技术是分不开的。低温工程技术起源于低温物理学，同时也促进了物理学的发展。历史上，某些物质具有超导特性就是在低温学的研究中发现的。低温学的研究逐渐发展起来一整套低温制冷技术、随之出现了超高真空技术、超导技术、高强磁场技术、超导射频技术等等应用技术。 .(JE-upJ"  

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从中国科学院高能物理研究所获悉，北京正负电子对撞机重大改造工程（ＢＥＰＣＩＩ）的三台超导磁体联合励磁调试获得成功。这标志着中国加速器低温超导技术取得重大突破，表明中国工程人员已掌握了加速器低温超导技术，完全有能力自行设计、制造大型低温超导磁体。 ;eP_;N5+J  
ＢＥＰＣＩＩ共有两套低温超导设备，即超导高频腔和超导磁体。超导高频腔系统已于去年正式投入运行，目前工作稳定，达到了设计要求。按计划，今年６月份应该实现三台超导磁体的联合励磁，并开始细致的磁场测量工作。 Q7L)f71i  
ＢＥＰＣＩＩ的三台超导磁体分别是：大型北京谱仪超导螺线管磁体，长４．９１米，直径３．４米，励磁电流为３３７０安培，场强为１万高斯，是地球磁场的２万倍，最大储能达到１０００万焦耳，这是中国自行研制的最大的单体超导磁体；两台超导插入磁体，其设计极其复杂，在同一个磁体上有７种不同功能的超导线圈，是世界上加速器最复杂的超导插入磁体之一，其中一个超导线圈最大励磁电流为１３００安培，磁场达到２万８千高斯。 */4tJG1U  
北京正负电子对撞机重大改造工程办公室主任罗小安表示，对撞机工作时，两台超导插入磁体处于超导螺线管磁体内部，三台超导磁体相互间的电磁力大于１吨，联合工作的难度大、要求高。科研工程人员经过反复试验，实现了三台超导磁体的联合励磁，工作电流达到并超过了设计指标，取得了突破性的进展。 sbgJw  
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目前一般认为，常温下，金属可以看作外层电子组成的“电子海洋”和固定在晶格位置上的金属阳离子这样一个结构。在电势差驱动下，自由电子在原有热运动的基础上，产生一定的平均移动速率，整体上向电势驱动方向移动而导电。但自由电子有一定几率被金属离子（它携带的其它电子）散射，损失动能而造成金属整体热运动加剧，宏观上就是导体发热并产生电阻。 & \JLTw  
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金属在低于超导转变温度以下，一般认为动量大小相等,方向相反,自旋相反的两个电子彼此吸引形成束缚的电子对，而这个电子对作为一个整体，不再是费米子，而是玻色子了，其受到金属离子（它携带的其它电子的电子云）的散射机制改变了，从而大大降低了散射造成的能量损失，宏观上看就是电阻突然大幅度降低到很接近于零的水平，也就是我们所说的金属的超导性。这个理论是Bardeen, Cooper, Schriffer 联合提出的，被称为 BCS 理 .. $.``OxJk%  
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