是物理学“明珠”还是市场上的“题材”：“室温超导”与你我有关的一切

转自：荔枝新闻

2023年7月25日，韩国某研究团队宣称发现了一种潜在的“室温常压超导体”。这一消息迅速在全球范围内引起热议，还引发了科学界乃至民间科技爱好者对实验结果的复现热潮。

然而截至目前，还没有任何一个复现结果能完全印证韩国团队的“重大发现”。印度国家物理实验室与北京航空航天大学的两项实验均没有观察到“LK-99”的超导迹象。东南大学科研团队宣布测到“LK-99”样品零电阻的实验结果，但并非在室温下，而是在110K（约-163℃）的低温条件下，并且并没有测到该物质应该出现的抗磁性。

近日也有国内视频博主宣称“LK-99”倒挂悬浮成功，但目前已删除视频并道歉称视频所用样品并非“LK-99”，无超导性。

那么，究竟什么是“室温超导”？关于“室温超导”目前我们又知道些什么？面对关于超导技术的“重大突破”，我们普通人又该怎么做？荔枝新闻为你快速科普。　

超导体是什么？

不同的物质材料，根据它们的电流传导表现，可大致分成：绝缘体、半导体与导体。

影响材料导电性能的，是电阻，也就是物流阻碍电流通过的能力。电阻的大小，往往与温度相关。

那么，当温度下降到很低的情况下，电阻会呈现怎样的变化呢？

1911年，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯（HeikeKamerlinghOnnes）在实验中偶然发现，在-269℃，水银的电阻突然消失，昂内斯把物质的这种状态称为“超导态”，把电阻突然变为零时的温度叫做“超导临界温度”。

电阻为零，电流就可以在这种材料中“无阻畅游”。所以，能在特定温度下实现零电阻的导体，就被称为“超级导体”，也就是超导体。

超导体除了零电阻的特性，还有第二大特点——“完全抗磁性”。即在超导态下，超导体对外部的磁场完全排斥。

超导体的“完全抗磁性”，是在1933年由瓦尔特·迈斯纳和罗伯特·奥克森菲尔德两位科学家发现，因此，超导体的完全抗磁性现象也被命名为“迈斯纳效应”。

所以，今天人们判断一种物质材料是不是超导体，只要认准“零电阻”和“完全抗磁性”两大指标。

室温超导体又是什么？

无论在科学界还是在诸多行业领域，超导体实在是太美妙了！

“零电阻”的特性，意味着超导体可以将远程输电的成本打下来——无需复杂超高压技术，电力长途输送几乎无损耗。

“完全抗磁性”，可以让超导体在磁场中悬浮，如果用于磁悬浮列车，可以用更低的成本实现更大范围的高速轨道交通。

此外，在医疗设备、精密仪器、电子通信、航空航天等多个领域都期待着超导技术的更大突破。

毕竟，目前人类已知的物质，要进入“超导态”，首先要达到很低很低的“超导临界温度”——动辄就是零下一两百摄氏度，对环境和设备要求太高，还难以广泛应用。

所以科学家们一直在寻求提高超导材料的临界温度，寻找相对以往低温超导体的高温超导体。当然，这里的“高温”是指相对于绝对零度而言。

100多年来，全球无数科学家投身其间，寻找新的超导体，不断提升超导临界温度。

1986年，IBM的科学家柏诺兹和缪勒，在一种氧化铜材料中发现了高温超导性，可以在35K（约-238℃）的温度下变成超导体，大幅提高了超导临界温度，因此荣获诺贝尔物理学奖。

2019年，由美德两国科学家组成的研究小组经过实验证实，高压下的氢化镧在250K（约-23℃）中具有超导性，这是目前已被证实的超导临界温度最高纪录。

但是，目前发现的超导材料依然低于0℃，而要实现室温超导，即在接近室内温度的条件下进入超导，还是科学界难以企及的梦想。找到室温超导体，因此被视为凝聚态物理学的“明珠”。

争议不断的“超导新突破”

人类研究超导的历史只有112年，但相关研究迄今已获得五次诺贝尔奖，足见其在当今科学研究中的重要价值。科学家们指出，室温超导技术的突破，改变的将不仅仅是人类物理学和材料学的认知，更将极大地改变这个高度依赖电力和精密电子设备的人类社会，直接助推第四次工业革命。

然而，最近几年关于室温超导的一些“突破性进展”，引发了更多的质疑与批评。

2020年，美国罗切斯特大学物理学家兰加·迪亚斯（RangaDias）和他的同事在《自然》杂志上发表论文称，一种含碳、硫、氢的化合物能在约15摄氏度下表现出超导性能。消息一出，轰动一时。然而，2022年9月，《自然》杂志撤回了这篇论文。

今年3月，迪亚斯团队再次宣称，在一种掺氮的镥氢化物中，发现接近常压下的室温超导现象，但这项“成果”，至今还没得到世界其他团队的重复验证。

本次受到广泛关注的韩国团队，其“超导研究成果”也风波不断。他们的两篇论文，最早发布于预印本网站arXiv，并未接受任何同行评议。多位业内专家对文章数据特征与室温超导结论发表了质疑。

与此同时，“LK-99”的问世，尤其是其对实验环境和制造设备相对简单，掀起了全球学界甚至民间科学爱好者们效仿实验的热潮。

可尴尬的是，截至目前，世界上还没有任何团队能够复现成功。

8月3日，韩国超导和低温物理学会对外发布声明称，该团队宣称合成的物质“LK-99”还不能被证实为室温超导体。而在部分投资市场上趁机炒作的一波“超导热点”，在狂欢过后只落得一地鸡毛。

人类对室温超导技术和理想超导体的探索正在加速推进，新成果涌现的频率一定会大大提高。但是，基础科学的研究专业艰深，让其部分所谓“突破性研究成果”真假难辨，即便是本领域内的学者专家，想要准确地验证评价，尚且要花费时间和精力，又遑论隔行隔山的普罗大众？

在荔枝新闻此前的采访中，国内顶尖的超导专家提醒公众：保持对科学好奇心与热情固然可嘉，但更要小心谨慎，不要受相关“小道消息”的煽动，更别被市场上某些概念题材炒作搭进去自己的血汗钱。

（荔枝新闻记者/顾慧敏王晟）