室温超导将颠覆物理学？中科院罗会仟：离实验结果确认和实际应用都还有距离

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作者 | 尹莉娜

美国物理学会的三月会议上，出现了一个爆炸性的大新闻。来自罗彻斯特大学的Ranga Dias宣布，他们团队在近环境压强下实现了室温超导。

(资料图片仅供参考)

消息一出，演讲所在地聚焦了大量人群，大量物理界大佬被拦在门外，保安怒吼驱散人群。

超导，指导体在某一温度下，电阻为零的状态，也是自然界中最深奥的现象之一，被誉为物理学的圣杯。超导现象在磁悬浮列车、核聚变等一系列关键领域有重要应用。

自从翁纳斯（Kamerlingh Onnes）在一个多世纪前首次在4.2开尔文的汞元素中观察到超导电性以来，近环境压强超导成为科学界最追求的目标之一。

回到此次Dias的实验成果中，其研究显示，在三元氢化物（N-Lu-H）中实现了在1GPa（或1000 MPa），21°C的超导电性。

所谓“三元”是说有三种元素，氢化物是氢和别的元素形成的化合物。N（氮）和H（氢）都是我们熟悉的元素，Lu（Lutetium，镥）稍陌生，它是稀土元素中最硬和最致密的金属。

本次实验最前沿之处在于，超导性可以在1GPa的环境下实现，这几乎是工业上切割金刚石的压强。据了解，在中科院的实验室内，已经可以实现300GPa的压强。

中国科学院物理研究所研究员罗会仟介绍称，确认超导有三项指标：

1、 电阻绝对趋于零。2、完全抗磁性（迈斯纳效应）。3、热力学相变，比热不连续跳变。

但是，在高压情况下，这三种情况都很难测量。罗会仟表示，从测量结果上，Dias的实验中，电阻为零的曲线非常漂亮，比热也十分清晰，但在抗磁性上的表现一般，受到质疑。

实际上，早在2020年，Dias小组已经在Nature发表过一篇类似工作，宣称三元氢化物（C-S-H 碳、硫、氢）在267GPa的超高压下实现了转变温度为15°C的超导电性。

这项工作一出来，就被誉为是诺奖级的工作。可惜由于其他物理学家实在重复不出这个结果，该论文被Nature在2022年9月撤稿了。

“爆炸性的新闻当作新闻来看吧，围观围观就好了。”罗会仟及中科院超导国家重点实验室的学生们表示，无论是从实验结果的确认上，还是在实际应用上，常温超导离现实都存在一定距离。

Ranga Dias 被Nature撤稿

实验过程中，只使用了几微克的材料，到实际应用中需要采用大量材料时，结果还不得而知。另外，即使1Gpa的压强，在日常生活中也很难实现。

超导体在生活中作用重大，凡是能用到电和磁的地方都会涉及到。

举例来说，在电力传输领域，即使目前采用超高压输电，整个过程中也会有百分之十几的损耗。“如果将这部分的电力回收起来，人类的电力可能再用一个世纪。”

核磁共振仪器中使用的也是超导体。未来，随着超导体的发展，核磁共振的分辨率也会逐渐提高。“未来，如果能够达到亚微米级的图像，可以拍摄清楚细胞和神经元的级别，到时候你在想什么，就可以从核磁共振的结果中看到了。”与此同时，随着超导体的发展，普通人做CT的价格也被降低，目前已经降到了几百元。

值得注意的是，在AI技术快速发展的当下，相关技术已经开始协助科学家发现更多的超导体。

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