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在正在举行的2023年美国物理学会年会上，美国罗彻斯特大学的物理学家Ranga Dias公布了一项极为重磅的研究成果，他们的研究团队发现了一种“室温超导”，其超导临界温度高达21℃，而且还是在接近环境压力的情况下。 在日常生活中，我们所使用的各种材料都是有电阻的。电阻较小的铜、铝能被用于传输电能，虽然现有的特高压输电技术能有效降低输电损耗，但如果能用电阻为零的超导材料，则会大幅减少发电量需求，彻底改变我们的生活。
相比之下，超导体非常特别，它们是从导体转变而来的，并且没有电阻。但在常温常压下，导体并不具备超导性能。只有极低温度的情况下，导体才会突然失去电阻，成为超导体。 根据物理学，温度理论上最低只能低至零下273.15℃，这被称为绝对零度。而导体通常需要在零下两百多度的超低温环境中，才会变成超导体，突然失去电阻时的温度被称为超导临界温度（Tc）。
最初，物理学家在汞即水银上发现了超导现象，当温度降至零下269度，水银的电阻变为零。但由于温度远低于室温，很难得到实际应用。物理学家不断研制新材料，一次又一次提高超导转变温度。 毫无疑问，最让物理学家梦寐以求的是，找到在室温下也具有超导性能的材料。而这一次，Dias宣布有了重大发现，其研究团队实现了室温超导，相关成果已经发表在顶级科学期刊《自然》（Nature）杂志上[1]。
根据这项研究，科学家通过氢、氮和稀土金属镥，制备得到氮掺杂氢化镥。结果显示，这种材料的超导转变温度高达21度，这意味着已经在接近室温下实现了超导性能。不过，该材料要想实现超导还有另一个条件，那就是高压环境。 对于一个超导体，通过加压可以提高其超导转变温度，但通常需要极高的压力才有明显的提升。在这项新研究中，21度的超导转变温度是在1吉帕斯卡、即1000兆帕的条件下实现的。
这个压力看起来非常高，相当于马里亚纳海沟最深处压力的10倍，但这比之前用类似材料进行实验所需的压力小了100多倍。在超导研究领域，这个压力已经被视为接近环境压力。
布法罗大学的理论化学家Eva Zurek表示，在这种条件下实现超导的材料，将以我们无法想象的方式影响我们生活的方方面面。可以说，如果这项实验得到证实，无疑是一项诺贝尔奖级别的重磅成果，要载入科学史册。
但值得一提的是，Dias此前有过两次学术“黑历史”。 早在2017年，他还在哈佛大学做博士后时，声称利用金刚石对顶砧，对氢气施加了495吉帕斯卡的高压，第一次制得了固态金属氢，其超导转变温度理论上可达17℃。
但在不久后，装有金属氢的钻石容器不知为何破裂，金属氢就这样消失得无影无踪。后来，这项实验再也没有被重复出来过，金属氢再也没有被制出来过。 另一次是在2020年，Dias声称在267吉帕斯卡的压力下，发现碳-氢-硫化合物具有“室温超导”，温度可达15℃，该研究结果很快就发表在《自然》杂志上，并引起了巨大的轰动。
然而，其他物理学家看到这篇论文后，却产生了强烈怀疑，因为论文中的某些关键数据涉嫌严重捏造。由于该成果相当具有颠覆性，很多实验室都在争相重复这项研究，但没有一个获得成功。在铺天盖地的强烈质疑中，这篇论文最终遭到《自然》杂志的撤稿。 由于有过这样的“黑历史”，对于此次Dias宣布的“室温超导”需要保持谨慎的态度。尽管这项新研究做了更为详细的实验，给出了诸如零电阻、迈斯纳效应等确切证据，但仍需进一步的研究进行证实。 参考文献 [1] Nathan Dasenbrock-Gammon, Ashkan Salamat, Ranga P. Dias, et al. Evidence of near-ambient superconductivity in a N-doped lutetium hydride, Nature, 615, 244-250. |
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