低温物理

（Lowtemperaturephys-ics）低温物理是一门研究在接近绝对零度附近极低温度下物理现象的学科。在20世纪以前，低温物理的研究主要表现在如何获得低温，因而促进了致冷技术的发展。到1845年，除了氩、氧、氮等几种气体外，当时已知的所有气体通过降温和压缩方法都被液化了。1908年昂尼斯（Onnes，H.K.）实现了最后一种气体——氦的液化，达到几度K温度的致冷技术。1911年昂尼斯最先发现了超导电现象，他观察了许多金属（如水银、铅和锡）在临界温度Tc下一个较小的温度范围内电阻完全消失。1933年迈斯纳（Meissner，W.）等人发现了超导电性的第二个特性——完全抗磁性。但对低温下的超导现象一直缺乏基本的了解，只是在最近十几年才形成了一个完整的物理图象。低温物理研究的对象主要是超导电性，液态氦的超流性和特殊的磁现象等。本学科研究的主要内容有：（1）建立与发展超导态的微观理论和宏观的唯象理论的研究。例如BCS理论和GL理论以及最近提出的关于超导来源于电子之间的一种“互斥机制”理论等；对于超导电性的基本性质的研究。例如约瑟夫森效应，宏观量子现象和涨落效应；对于第Ⅰ类、第Ⅱ类超导体的磁性质的研究。例如磁通密度，磁通蠕动，磁通流通和超导磁铁的特性等；以及低温电子学理论的研究。（2）低温技术的研究。主要研究获得低温的方法以及它的测量技术。（3）低温电子技术和超导器件。例如超导量子干涉仪、SQVID磁强计、SLOG优特计、低温低噪声探测器，正常金属与超导体接触，金属耦合与半导体耦合的约瑟夫森效应结等。以及具有重大应用价值的新超导器件的研制。（4）超导材料的研究。自1911年荷兰科学家昂纳森发现水银在4K时出现超导现象以来，寻找高临界温度超导体和超导机制的研究是低温物理的主要研究内容。1973年铌、锗合金的临界温度只有23K。1986年K.B.缪勒和J.G柏诺兹对氧化物超导体作了开创性的工作。1987年2月中国、美国和日本的科学家先后宣布获得液氦温区的超导材料。并有迹象表明，有可能获得室温温区的超导材料。由于这项突破在科学上和技术上都有重大的意义，因此迅速形成了世界范围的竞争。在能源、电工、电子、交通、通信、军事等领域展示出广阔的应用前景。