北京
美國(guó)休斯頓大學(xué)和德克薩斯超導(dǎo)中心的研究團(tuán)隊(duì)將常壓超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度推至151K——約零下122攝氏度，上一次這項(xiàng)紀(jì)錄被改寫還是1993年。
超導(dǎo)體在臨界溫度以下電阻為零，電流無(wú)損耗通過(guò)。送電線路、磁共振成像儀、核聚變裝置、量子計(jì)算硬件，都會(huì)因此受益。但幾乎所有已知超導(dǎo)體都需要極端低溫，工程代價(jià)高昂。轉(zhuǎn)變溫度每提高一度，維持這種奇異狀態(tài)所需裝置和電力成本就往下降一分。
這次被突破的材料仍然是水銀系銅氧化物陶瓷“Hg1223”，老紀(jì)錄同樣是這種化合物在常壓下跑出的133K（約零下140攝氏度）。現(xiàn)在團(tuán)隊(duì)用同一配方把溫度抬升了18K，141攝氏度的差距變成140攝氏度，卻花了三十三年。
關(guān)鍵手法叫“壓力淬火”。先把Hg1223放入相當(dāng)于常壓30萬(wàn)倍的超高壓環(huán)境中，迫使原子排列和電子狀態(tài)偏向有利于超導(dǎo)的方向，然后在壓力維持狀態(tài)下冷卻到預(yù)定溫度，最后極快速地卸掉壓力。這一“先保后釋”的路徑，讓高壓下獲得的超導(dǎo)特性被“凍結(jié)”在常壓環(huán)境中。研究團(tuán)隊(duì)透露，卸壓后高轉(zhuǎn)變溫度至少穩(wěn)定了兩周，5個(gè)獨(dú)立樣品均復(fù)現(xiàn)出151K的結(jié)果。
151K這個(gè)數(shù)字足夠冷，室溫（約300K）還在約140攝氏度之外，沒(méi)人會(huì)把它當(dāng)作“常溫使用”的入場(chǎng)券。但33年不動(dòng)再往前挪一步，本身就說(shuō)明研究者找到了調(diào)控電子結(jié)構(gòu)的可操作方法。休斯頓大學(xué)的朱經(jīng)武指出，過(guò)去其他實(shí)驗(yàn)室曾在高壓下實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)，但壓力必須持續(xù)維持；這次團(tuán)隊(duì)的方法表明，高壓制造出的狀態(tài)有可能在壓力撤銷后繼續(xù)存在。
來(lái)自高智發(fā)明的超導(dǎo)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人普拉桑庫(kù)馬爾評(píng)價(jià)稱，室溫超導(dǎo)一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)始終是科學(xué)界的“圣杯”，這個(gè)目標(biāo)從未如此近在咫尺。不過(guò)他也強(qiáng)調(diào)，從151K走到室溫，光靠物理學(xué)家不夠——材料學(xué)家、化學(xué)家和工程師組成的整個(gè)研究社區(qū)需要有意識(shí)、有協(xié)作地參與進(jìn)來(lái)。電力傳輸環(huán)節(jié)約8%的能量會(huì)因電阻發(fā)熱而損耗，一旦超導(dǎo)電纜普及，輸電網(wǎng)將產(chǎn)生可預(yù)期的經(jīng)濟(jì)與降碳回報(bào)。而這項(xiàng)紀(jì)錄的每次刷新，都在給這場(chǎng)漫長(zhǎng)的冷卻競(jìng)賽加一點(diǎn)水溫。
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