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作者 | 尹莉娜
美國物理學會的三月會議上，出現了一個爆炸性的大新聞。來自羅徹斯特大學的Ranga Dias宣布，他們團隊在近環境壓強下實現了室溫超導。
消息一出，演講所在地聚焦了大量人群，大量物理界大佬被攔在門外，保安怒吼驅散人群。
超導，指導體在某一溫度下，電阻為零的狀態，也是自然界中最深奧的現象之一，被譽為物理學的聖杯。超導現象在磁懸浮列車、核聚變等一系列關鍵領域有重要應用。
自從翁納斯（Kamerlingh Onnes）在一個多世紀前首次在4.2開爾文的汞元素中觀察到超導電性以來，近環境壓強超導成為科學界最追求的目標之一。
回到此次Dias的實驗成果中，其研究顯示，在三元氫化物（N-Lu-H）中實現了在1GPa（或1000 MPa），21°C的超導電性。
所謂「三元」是說有三種元素，氫化物是氫和別的元素形成的化合物。N（氮）和H（氫）都是我們熟悉的元素，Lu（Lutetium，鑥）稍陌生，它是稀土元素中最硬和最緻密的金屬。
本次實驗最前沿之處在於，超導性可以在1GPa的環境下實現，這幾乎是工業上切割金剛石的壓強。據了解，在中科院的實驗室內，已經可以實現300GPa的壓強。
中國科學院物理研究所研究員羅會仟介紹稱，確認超導有三項指標：
1、 電阻絕對趨於零。2、完全抗磁性（邁斯納效應）。3、熱力學相變，比熱不連續跳變。
但是，在高壓情況下，這三種情況都很難測量。羅會仟表示，從測量結果上，Dias的實驗中，電阻為零的曲線非常漂亮，比熱也十分清晰，但在抗磁性上的表現一般，受到質疑。
實際上，早在2020年，Dias小組已經在Nature發表過一篇類似工作，宣稱三元氫化物（C-S-H 碳、硫、氫）在267GPa的超高壓下實現了轉變溫度為15°C的超導電性。
這項工作一出來，就被譽為是諾獎級的工作。可惜由於其他物理學家實在重複不出這個結果，該論文被Nature在2022年9月撤稿了。
「爆炸性的新聞當作新聞來看吧，圍觀圍觀就好了。」羅會仟及中科院超導國家重點實驗室的學生們表示，無論是從實驗結果的確認上，還是在實際應用上，常溫超導離現實都存在一定距離。
實驗過程中，只使用了幾微克的材料，到實際應用中需要採用大量材料時，結果還不得而知。另外，即使1Gpa的壓強，在日常生活中也很難實現。
超導體在生活中作用重大，凡是能用到電和磁的地方都會涉及到。
舉例來說，在電力傳輸領域，即使目前採用超高壓輸電，整個過程中也會有百分之十幾的損耗。「如果將這部分的電力回收起來，人類的電力可能再用一個世紀。」
核磁共振儀器中使用的也是超導體。未來，隨著超導體的發展，核磁共振的解析度也會逐漸提高。「未來，如果能夠達到亞微米級的圖像，可以拍攝清楚細胞和神經元的級別，到時候你在想什麼，就可以從核磁共振的結果中看到了。」與此同時，隨著超導體的發展，普通人做CT的價格也被降低，目前已經降到了幾百元。
值得注意的是，在AI技術快速發展的當下，相關技術已經開始協助科學家發現更多的超導體。