超导研究所，超导研究的最新进展

◎本报记者孙宇

不久前，中国科学院院士赵忠贤、陈宪辉因在HTS材料方面的突破性发现和对转变温度系统性提高的开创性贡献，获得了2023年未来科学奖——材料科学奖。

近日，腾讯新闻邀请中国科学院卡弗瑞理论科学研究所所长张福春、中国科学院院士、中国科学院物理研究所研究员、南京大学物理系教授文、清华大学物理系教授王、中国科学院科学传播研究中心副主任袁兰峰，畅谈超导前沿问题。

常压下室温超导没有理论障碍。

超导体是在一定温度以下具有“零电阻”和“完全抗磁性”的材料。特定温度，也称为超导临界温度。临界温度高于40开尔文(-233.15摄氏度)的材料被认为是高温超导体。

在190万的大气压下，十氢化镧(LaH10)在接近室温的260开尔文(约-13摄氏度)下可以超导。这也是目前超导临界温度的最高纪录。

"室温超导是超导研究者的梦想."张富春说。高温超导材料广泛应用于能源、量子计算、磁悬浮运输、核聚变等领域，但维持低温环境的成本较高。如果能够实现室温超导，无疑将大大降低工业应用的成本。

据不完全统计，历史上曾有人声称室温超导(接近或高于300开尔文)不少于7次，这一说法并未得到学术界的证实或质疑。

对于未来能否找到大气压下的室温超导材料的问题，文认为，“理论上不否认可能找到大气压下的室温超导体，即大气压下的室温超导不存在理论上的障碍。”

发现新超导体的周期越来越短。

室温超导今年引起了两次震动。

3月7日，来自罗切斯特大学的Ranga Diaz副教授团队宣布，在掺氮的氢化镥中发现了室温超导性。7月底，韩国一项研究声称发现了世界首个室温超导材料LK-99，引发广泛讨论。

“我个人并没有把这两项研究看得太重，因为他们的研究没有给出严肃的证据，研究数据也没有得到认真的处理。”张富春说。

“韩国的研究没有在物理期刊上正式发表，也没有证据证明LK-99是超导体。在其提供的视频中，LK-99样本的一端连接着磁铁，这根本不能证明样本是抗磁性的。”向涛说。在他看来，韩国团队的研究并没有被判死刑，它是一种“幻觉”，从一开始就“从未存在过”。

很多人认为室温超导体的发现会带来新一轮的工业革命。但事实上，超导材料的发现和应用还有很长的路要走。

“目前核聚变领域仍在使用临界温度低于40开尔文的超导材料。”袁玉峰介绍，由于成本和具体使用环境的制约，“上世纪80年代发现的氧化铜高温超导材料，直到近几年才在核聚变领域小规模使用。”

关于室温超导能否引起工业革命，要考虑稳定性和成本。向涛认为，如果室温超导具有良好的稳定性和低成本，它应该会带来一场工业革命。袁誉峰认为，不宜把预期提得太高。“即使一切按照最好的剧本发展，室温超导体成本低，稳定性好，大规模应用恐怕也要几十年。”

目前，超导研究人员正在努力探索两个关键问题:一个是凝聚态物理的“皇冠上的明珠”；另一种是寻找更多的高温超导体，甚至是室温超导体。

“过去40年的经验表明，发现新超导体的周期越来越短，或者说频率在加快。”向涛估计，未来发现新的高温超导材料的可能性正在增加。

"有趣的是，许多新的超导体是由不研究超导的研究人员发现的."王表示，希望其他科学领域的科学家关注超导问题。

超导研究需要热爱和坚持。

“热爱”和“坚持”，是与会专家对2023年未来科学奖“材料科学奖”获得者赵忠贤和陈宪辉最深的印象。

赵忠贤院士和陈先辉院士对高温超导的物理机制做了大量系统的研究，在过去的几十年里推动了高温超导的发展。

“赵忠贤院士大学毕业后一直在做超导研究。即使在实验条件很少的六七十年代，他也从未放弃。”向涛回忆说:“陈宪辉院士也是这样。21世纪初，国家对科技的投入一直在增加。很多做材料探索的人都转而做一些更有效的短期研究，但陈院士没有，仍然专注于他的超导研究。”

“热爱和坚持是科研的基础。赵忠贤院士几十年来一直致力于新型高温超导材料的研究，就体现了这一点。”文对说:

王说，赵忠贤院士和陈宪辉院士激励和推动了超导领域年轻研究人员的发展。“我上中学的时候，时事政治考了，中国科学家在高温超导领域取得了重要突破。”他回忆说，自己受到启发和影响，走上了高温超导的研究道路。

与会科学家一致表示，希望更多人关注我国超导领域的科学研究，期待更多年轻人热爱科学、投身科学，为我国科学发展做出新的贡献。