7月22日，韓國科學家提交了一篇石破天驚的論文，聲稱合成了一種叫改性鉛磷灰石（LK-99）的材料，可以在室溫常壓下實現超導，徹底顛覆世界的成果就這樣橫空出世了？
超導是一種神奇的物理現象，指的是某些材料在低溫條件下，電阻突然消失，電流可以無損耗地流動，同時具有完全抗磁性，可以懸浮在磁場中。
超導材料有著廣泛的潛在應用，比如磁懸浮列車、核磁共振成像、超級計算機、量子信息等。
但是，要實現超導效果，通常需要將材料冷卻到極低的溫度，這不僅耗費大量的能源，也限制了超導材料的實際使用。因此，科學家們一直夢寐以求找到一種能在室溫下工作的超導材料，也就是所謂的「室溫超導」。
1911年【-269℃】：荷蘭物理學家昂內斯在研究水銀低溫電阻時發現了超導現象，即水銀在4.2K時電阻突然消失（零電阻效應）。他把這種現象稱為超導電性，相應的材料稱為超導體。
1957年：美國物理學家巴丁、庫珀和施里弗提出了BCS理論，成功解釋了低溫超導機理，即電子在晶格振動的介質下形成庫珀對，并在費米面附近形成能隙，從而實現無阻礙的量子相干運動。
1986年【-230℃】：瑞士物理學家貝特諾茨和繆勒發現了一種鑭銅鋇氧陶瓷氧化物材料，在43K時出現了超導電性，創造了當時的最高臨界溫度紀錄。這是高溫超導材料的首次發現，引發了全球的研究熱潮。
1987年【-196℃】：我國物理學家趙忠賢、美籍華人科學家朱經武等相繼發現了釔鋇銅氧系高溫超導材料，在90K以上出現了超導電性，打破了液氮溫度（77K）的限制。
1988年【-163℃】：美國物理學家吳征銓發現Bi-Sr-Ca-Cu-O體系超導材料，創下110K的新紀錄。
1993年【-109℃】：美國物理學家朱經武在高壓下把汞鋇鈣銅氧系的臨界溫度提高到了164K，是當時的最高紀錄。
2008年：日本物理學家Hosono等發現了層狀結構LaFeAsO體系26K的超導電性，開啟了鐵基超導體的研究領域，打開了高溫超導研究的新方向。
2014年【-83℃】：德國物理學家Eremets等在200 GPa高壓下實現了硫化氫190K的超導電性，首次突破干冰溫區（195K）。
2017年：哈佛大學物理學家Silvera等宣稱成功制造出金屬氫，并聲稱它是一種室溫超導體。然而，這一結果受到了很多質疑和爭議。
2018年：中國青年科學家、麻省理工學院博士曹原等人發現了一種新型超導體，即雙層石墨烯在特定角度重疊時會出現超導現象。這種超導體雖然溫度很低，但卻揭示了超導的一個重要線索，即通過調整材料的結構和電子相互作用，可以實現超導態的轉變。這種思路也適用于其他類型的超導材料，比如銅氧系。自然雜志和諾貝爾獎得主羅伯特·勞夫林都對這項發現給予了高度評價，認為它可能有助于解開超導之謎，從而設計出常溫超導體。
2023年7月22日，韓國3位物理學家在預印伺服器arxiv提交了一篇論文，標題是《The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor》，聲稱首次在世界上合成了一種可以在室溫和常壓下工作的超導材料，它的臨界溫度高達400 K—— 【127 ℃】，遠高于以往的任何超導材料，這意味著什麼已經不言而喻了！
這種超導材料的結構是由鉛磷灰石（LK-99）改性而來的，它由兩種不同的鉛離子（Pb（1）和Pb（2））組成，其中Pb（1）形成了一個圓柱形的柱狀結構，而Pb（2）則與磷酸根形成了一個絕緣網絡。這種結構使得這種材料具有很高的介電常數和極化率，從而增強了電子之間的相互作用。
這種超導材料的超導性是由于銅離子（Cu（2+））替代了部分Pb（2）離子，導致了體積收縮和應力產生，從而使得圓柱形柱狀結構的界面發生了微小的畸變，形成了超導量子阱（SQWs）。這些SQWs是超導電流的載體，它們不受外界因素（如溫度和壓力）的影響，而只取決于內部結構。
這篇論文用多種實驗方法證明了這種超導材料的超導性，包括臨界溫度、零電阻、臨界電流、臨界磁場和邁斯納效應。他們還用一個新的模型來解釋這種超導材料的熱容性質，并與其他模型進行了比較。
簡單來說，就是用銅離子代替部分鉛離子后，內部體積收縮0.48%，應力變化在界面形成微小畸變，導致超導量子阱的出現，就像一個個小洞，可以讓電子毫不費力地通過量子隧穿移動，因而不再有電阻。
這篇論文指出，這種超導材料具有獨特的結構特征，使得它能夠在室溫和常壓下保持和表現出超導性，這簡直就是人類夢寐以求的可以改變世界的革命性新材料！
一石激起千層浪！室溫超導就這樣被突破了？如果這項研究被證實，將在各個領域產生革命性的巨變，可以說將顛覆現在世界的各種技術。
電力輸送：超導材料可以大大減少電網中的能量損耗，提高電力的效率和可靠性。超導材料也可以用于制造高效的發電機、變壓器和儲能裝置。例如，美國已經建造了一條長達1.6公里的超導電纜，可以輸送10萬千瓦的電力，相當于傳統電纜的5倍。
磁懸浮列車：超導材料可以產生強大的磁場，使得列車可以懸浮在軌道上，從而減少摩擦和噪音，提高速度和安全性。超導磁懸浮列車已經在一些國家如日本和中國進行了試驗和運營。例如，日本的SCMaglev列車已經達到了603公里/小時的最高時速。
醫療成像：超導材料可以用于制造高分辨率的磁共振成像（MRI）儀器，它們可以對人體內部的結構和功能進行非侵入性的檢測和診斷。超導MRI儀器已經廣泛應用于醫院和診所。例如，美國已經開發了一種7特斯拉（T）的超導MRI儀器，可以提供比常規MRI儀器更清晰、更精確、更敏感的圖像。
量子計算：超導材料可以用于制造量子比特（qubit），它們是量子計算機的基本單元，可以同時處于0和1的狀態，從而實現指數級的計算能力。超導量子比特已經被一些公司，如IBM和谷歌用于開髮量子計算機。例如，谷歌已經宣布實現了量子霸權（quantum supremacy），即用一個53個qubit的量子計算機完成了一個傳統計算機無法在合理時間內完成的任務，最近更將其擴展到了77個量子比特。
人造太陽：可控核聚變是人類的未來，而要實現可控核聚變，超導磁體是關鍵，因為它們可以產生強大且穩定的磁場來約束高溫高壓的等離子體。如果能實現常溫常壓超導，將大大降低核聚變反應堆的復雜度和成本，為人類提供幾乎無限的清潔能源。
你就可以想象這項研究在全世界引發了多大的轟動，不過這篇論文因為搶時間，目前只發表在預印伺服器上，還沒有經過同行評審的嚴格審查。由于這種材料很容易制取，據說全世界的科學家現在都在緊鑼密鼓地驗證，或許很快就會知道能不能重復實驗了。
近年來已有多起號稱實現室溫超導而被撤稿或質疑的研究，因此對于這種顛覆性的突破，我們需要保持謹慎和理性的態度，不要輕信或盲目跟風。
