記者黃海華

  這些天，“室溫超導”再次引發公眾熱議。

  事情起源於韓國研究團隊7月22日在預印本網站ArXiv（指沒有審查機制的一個電子預印平臺，作者可在接受期刊審查前，在此提早宣告研究成果）上傳論文，稱一個被命名為“LK-99”的資料可實現室溫超導。

  如果說這激發了公眾對於室溫超導的好奇，到了8月1日，這個話題已經“沸”了——

  美國泰吉量子公司稱，新發現一種石墨烯的室溫超導材料，但並沒有同時公佈相關實驗數據。

  來自華中科技大學的一個科研團隊，在B站以“關山口男子技師”UP主的名義發視頻，稱合成了“LK-99”晶體，並展示了其抗磁性。截至本文發稿之際，該視頻已有748萬餘次的播放量。

  甚至，美國超導公司的股票也持續漲勢。

  而更具戲劇性的是，又有韓國研究團隊的成員表示，該論文存在缺陷，系一名成員擅自發佈，現時團隊已要求從預印本網站下架論文。

  眼花繚亂中，值得關注的是：抗磁性=超導性嗎？為何室溫超導如此受青睞？實現室溫超導，需要突破的難點在哪裡？

  解放日報·上觀新聞記者專訪上海大學高溫超導重點實驗室主任蔡傳兵教授。

  抗磁性=超導性嗎

  “看到韓國研究團隊的論文標題《第一個室溫常壓超導體》時，我也很興奮，畢竟做超導的人都渴望有室溫常壓超導出現。再一看，實驗原料都是常見礦物元素，無毒也不貴重，幾乎每個理工科實驗室都可嘗試，我當晚就有重複驗證的衝動。”蔡傳兵坦言，他所在的研究團隊7月26日即開始組建攻關小組，製定了一周每天24小時計畫，原材料與製備手段齊全後於29日啟動試驗，至今已製備出兩類不同工藝樣品，正在檢測表徵之中。

  韓國研究團隊公開的視頻裏，合成的晶體在一個磁體介面傾斜地立著，像只撲閃著翅膀的蝴蝶。

  在華中科技大學團隊所發的B站視頻中，一根牙籤指向的一個小黑點晶體，肉眼幾乎看不見，在顯微鏡下隨著釹鐵硼磁體的移動，它或豎立或倒下，把磁體換個方向依然如此。

  兩個視頻顯示，合成的晶體材料可能發生了抗磁反應。

  但是，抗磁性=超導性嗎？

  “超導體需要滿足兩個最重要的特性，一是電阻為零，二是完全抗磁性，又稱邁斯納效應。”蔡傳兵說，“完全抗磁性”是“一般抗磁性”的極端狀態，是“徹底抗磁性”；自然界中很多資料具有一般抗磁性，但不具備超導性，“華中科技大學團隊演示的抗磁性效果相對好一點，但這兩個視頻顯示的都是弱抗磁性，如果具備完全抗磁性，資料會‘飛起來’。”

  至於“電阻為零”的特性，需要驗證電阻和溫度變化的關係，上述華中科技大學團隊現時並沒有做出驗證。

  韓國團隊此次的英文論文，並未在正文中給出電阻和溫度變化的關係，但其附件和今年3月以韓文發表的論文顯示，在127℃條件下，其電阻不是全為零，部分電阻比銅或銀都大。“確切地說，他們更大概率是找到了一個低電阻的陶瓷複合材料，這本身也很有趣。但這和論文宣稱的‘實現室溫超導’相去甚遠，就現時情况看，有些急於求成了，也不够嚴謹。”蔡傳兵說。

  理論上，實現室溫超導是衝突的

  不妨再來瞭解一下超導。1911年，荷蘭科學家意外發現，將汞冷卻到零下268.95℃時，其電阻突然消失，這就是俗稱的“低溫超導”。1986年，首次實現“高溫超導”，即在零下196℃液氮環境下達到“零電阻”，這裡的“高溫”是相對零下268.95℃而言。

  超導體能以零損耗來傳導電流，高溫超導相比低溫超導是一個巨大進步，因為大大降低了成本。可想而知，如果實現室溫超導，這將成為21世紀最具影響力的科學突破之一，有助於電力傳輸、磁懸浮技術應用、核聚變、量子計算以及應對能源問題。

  高溫超導被發現近40年來，室溫超導一直沒有突破，其難點究竟在哪裡？

  有科學家認為，室溫超導材料已處於突破的前夜。對此，蔡傳兵持謹慎態度，“從理論上看，實現室溫超導是一件衝突的事情”。

  據介紹，和常規導體不一樣，超導是個相變和突變過程，其電子的有序態會突然發生變化，一下就成雙成對了。“這就像一個舞池，本來各跳各的，比較無序，後來彼此找到了舞伴，有序度提高，電阻就小了。”

  溫度越低，電子越有序，電阻就越小；溫度越高，熱啟動能越大，電阻就越大，而室溫對於電子來說已經算是高溫了。

  當然，極端的高壓條件下（100萬倍大氣壓），電子也會越有序，可以把電阻降下來，但這是從極端低溫到極端高壓條件，挑戰同樣很大。

  那麼，我們距離室溫超導還有多遠？“未來，借助人工智慧設計，可能實現原子操控。或者，某個新材料的發現，也會啟發新的科學方向。”蔡傳兵說。