現在由德國科學家領跑超導材料領域——在他們把實現超導的材料相變溫度升至零下23攝氏度(250開爾文)。

這項工作由馬克斯·普朗克化學研究所的物理學家Mikhail Eremets領導，他在2014年創造了先前的高溫超導記錄，為203開爾文。

1911年人們首次超導性這一神奇的現象。通常，電流會遇到一定程度的阻力，有點像空氣阻力阻礙運動物體。

材料的導電性越高，其電阻就越小，並且電荷可以更自由地移動。

但把某些材料處於極低溫度下時，就會發生奇怪的事情：材料的電阻降至零，電流完全不受阻礙。同時伴隨著一種被叫做邁斯納效應的現象——超導體從一般狀態相變至超導態的過程中對磁場的排斥現象——它為超導態提供一個獨特的定義性質。

所謂常溫超導，就是相變溫度高於0攝氏度，這也是物理學家心中的白鯨。如果能夠實現，它將徹底改變現有的電氣工業，大幅提升電網的效率，實現更高速的數據傳輸和更優化的電動機，此外還有磁懸浮一類的潛在應用。

因此，全世界許多實驗室都在埋頭研究，時不時就會有人新發現某種材質的相變溫度打破之前的記錄。

Eremets和他的團隊使用硫化氫——臭雞蛋氣味的化學來源——在前幾年創造了高溫超導記錄。可惜記錄的現實意義不大，因為硫化氫需要超高壓力下才能在零下70攝氏度左右實現超導性，也就是150千兆帕力的壓力(地球核心壓力為330到360千兆帕斯卡之間) 。

計算(依賴於密度泛函理論)表明，高壓條件下可以生成以釔和鑭等金屬為中心的富氫化合物。金屬原子被氫原子籠包圍。理論預測，這些化合物可能具有更高的相變溫度。

新研究裡，他們換了材料，使用被稱為氫化鑭(LaH10)的物質，壓力條件約為170千兆帕斯卡。今年早些時候，該團隊報告說這種材料可在215開爾文實現了超導性——現在，幾個月後，他們又打破了記錄。

研究人員在論文中寫道，“比先前的臨界溫度記錄，提高了50開爾文，飛躍性的一步。”

讓我們看到實現室溫——以及常規壓力條件下——的真正可能性。

根據麻省理工學院技術評論的報導，認定材料出現超導性，需要三條黃金標準。該團隊只檢驗了兩項：電阻在臨界溫度下降到閾值以下；用較重同位素替換材料中的元素，能夠觀察到臨界溫度變低。

第三則是邁斯納效應。但是因為實驗中的樣本非常小——遠低於磁力計的檢測能力。然而，材料向超導體轉變的過程也會對外部磁場產生影響。這並非直接檢測，但團隊確實觀察到了這種效果。

雖然還不是邁斯納效應，但確實看起來很有前途。

論文信息Nature 2019. DOI: 10.1038/s41586-019-1201-8。



【文章參考】 煎蛋網
【文章翻譯】 majer
【文章整理】 AICL