Unobtnium

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潘多拉星球超导体矿山——“哈利路亚山”悬浮在空中。

根据《潘多拉百科全书》介绍，Unobtanium矿石是一类矿石的总称，宇宙到处都拥有这种物质。但是Unobtanium的形成条件极为苛刻，少量的Unobtanium贫矿无法支持地球的军民用途，而潘多拉星球曾在半人马星系形成的时候经历了一次可怕的陨石撞击，陨石撞击后诱发的爆炸和规模庞大的火山爆发核聚变一样的温度和压力经过复杂的化学反应制造了含量惊人的Unobtanium矿脉，历经千万年的地壳运动后，当年的陨石撞击坑形成了一个巨大的火山口森林，纳威人那辉煌的家园树就生长在撞击坑的中央那富含水分和矿石的一个火山口里。（越看越像魔兽世界中的生命之树诺达希尔，不过生命之树是被阿克蒙德炸毁的，家园树是被导弹干倒的。）

在《阿凡达》中，RDA驻“地狱之门”的总监帕克把一块Unobtanium矿石放在一块永磁体的上方，它就悬浮在空中，这就是影片中地球殖民地的原料产地最大动力——常温超导体矿石及磁浮现象。

超导体的磁悬浮现象

现实实验室中的超导悬浮现象关于超导体的磁悬浮现象，还要从1911年说起。这一年荷兰莱顿大学科学家卡末林·昂内斯用液氦冷却汞，当温度下降到4．2K（开尔文，温度单位，起点是绝对零度，汞的超导体温度为-268.98℃，）时，水银的电阻完全消失，这时它就是一种“超导体”。后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，昂内斯称之为超导态，并以这一发现获得了1913年诺贝尔奖。

这一发现引起了世界范围内的震动。在他之后，人们开始把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，根据电磁物理效应，从而产生超强磁场。

1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德发现，当金属处在超导状态时，这一超导体内的磁感应强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。利用超导材料的抗磁性，将超导材料放在一块永久磁体的上方，磁体和超导体之间会产生排斥力，使超导体悬浮在磁体上方，这种效应就叫“迈斯纳效应”。

为了使超导材料有实用性，人们开始了探索高温超导的历程，从1911年至1986年，超导温度由水银的4.2K提高到23.22K。1986年1月发现钡镧铜氧化物超导温度是30K，12月30日，又将这一纪录刷新为40.2K，1987年1月升至43K，不久又升至46K和53K，2月15日发现了98K超导体，2009年10月10日，突破254K。高温超导体取得了巨大突破，使超导技术走向大规模应用。

应用前景

莱茵河畔实验中的transrapid超导磁悬浮列车。磁悬浮列车分为超导和常导两种。中国上海选用的是比较落后的常导型号。目前超导列车只有日本和德国在进行实验，日本已经开始进行小部分载人运营。两国预计到2050年将此类列车大规模投入运营。作为科学基础底蕴浓厚的一流大导演，卡梅隆正是运用这一背景，将RDA公司的崛起定于2062年。超导材料和超导技术有着广阔的应用前景。超导现象中的“迈斯纳效应”使人们可以用此原理制造超导列车和超导船，由于这些交通工具将在悬浮无摩擦状态下运行，这将大大提高它们的速度和安静性，并有效减少机械磨损。利用超导悬浮可制造无磨损轴承，将轴承转速提高到每分钟10万转以上。超导列车已于70年代成功地进行了载人可行性试验，1987年开始，日本国开始试运行，但经常出现失效现象，出现这种现象可能是由于高速行驶产生的颠簸造成的。（与上海磁悬浮列车原理相似，但又有区别。在《潘多拉百科全书》中，Unobtanium矿石是RDA公司开发“捷运”全球运输系统必不可少的原料。）超导船已于1992年1月27日下水试航，目前尚未进入实用化阶段。利用超导材料制造交通工具在技术上还存在一定的障碍，但它势必会引发交通工具革命的一次浪潮。

与超导体半生发展的还有超流体现象。即当液氦（指4He）的温度降到2.17K时，液氦从原来的正常流体突然转变为具有一系列极不寻常的性质的“超流体”，这就是超流现象(Superfluidity)。

氦是目前人们知道的即使在绝对零度，压力不够也不能被冻结成固体的惟一天然物质，有这一性质的另一物质是经人工极化的氢气。在极低温度下，液态氦的粘性会消失，它在任何东西上流动都没有阻力，甚至可以垂直的爬上容器的壁，其传热系数比铜还好。科学家把这种没有阻力的流动叫作超流。超流现象早就被发现了，但直到20世纪70年代，英国科学家安东尼·莱格特才发现，氦的同位素氦3的原子对与超导体中金属的电子对结构相似。他的理论才从根本上解释了氦原子是如何互动的和如何进入超流这种有序状态的。

莱格特直到20世纪70年代末才观测到氦3的超流体现象是因为使氦3出现超流体现象的温度只有氦4的千分之一。爱因斯坦预言，原子气体冷却到非常低的温度，所有原子会以最低能态凝聚，物质的这一状态就被称为玻色－爱因斯坦凝聚。玻-爱凝聚态物质就是超导体和超流体，它实际是半量子态，在半量子态下，费米子象玻色子一样可以在狭小空间内大量凝聚。外地核就是玻爱凝聚态的超流体物质，内地核则由中微子构成，都是高密度、大质量形态。

超流体是超低温下具有奇特性质的理想流体，即流体内部完全没有粘滞。超流体原理的应用尚在研究之中。不过，这一领域已经曙光初现。2002年，德国科学家实现铷原子气体超流体态与绝缘态可逆转换。世界科技界认为该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。这一成果被中国两院院士评为2002年世界十大科技进展之一。影片中的“创业之星”母舰，长达160公里。根据《潘多拉百科全书》动力为“超流体核动力”与反物质推进，速度为光速的70%（没有达到光速，所以无法进行虫洞翘曲飞行，飞到潘多拉需要5年多）。氦3最吸引人类的就是它作为能源材料的优秀“潜质”。氘和氦3可以进行核聚变，这种聚变不产生中子，所以放射性小，而且反应过程易于控制，可算是既无污染又安全。氦3不仅可用于地面核电站，而且特别适合作为火箭和飞船的燃料，用于宇宙航行。从月球土壤中每提取一吨氦3，可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。

据专家计算，如果采用氦3核聚变发电，美国年发电总量仅需消耗25吨氦3；中国1992年的年发电总量只需8吨氦3，全世界一年有100吨氦3用于发电就够了。以目前全球电价和空间运输成本算，1吨氦3的价值约40亿美元，而且随着空间技术发展，空间运输成本肯定将大大下降。最近法国科学家宣布，2030年，利用氦3进行核聚变发电将实现商业化。据估算，如果月球上有500万吨的氦3储量，那能够支持地球万年以上的的电量！

在《阿凡达》中，Unobtanium矿石可以在室温下悬浮在磁场上方，现在还没有发现一种物质能够做到这一点。“高温超导体”，也只不过在-195．8℃以上具有超导性质的材料而已，这个温度对一般人来说仍是难以想象的低，在《阿凡达》里面，那些悬浮的山就是因为富含Unobtanium而能够浮在“潘多拉”的磁场中。如果真有像Unobtanium那样的常温超导体（电影中称该矿石每公斤售价2500万美元，折合今天的美元价格约为2150万美元。），那确实会让一些人到潘多拉星球大开杀戒！