中国团队复刻“室温超导”？先把超导弄清楚
地球是一个奇迹
近日，韩国科研人员宣布制造出首个室温常压下可以使用的超导材料，他们将这种新材料命名为“LK-99”。| CNN
兰加·迪亚斯演示的一次实验中，一块磁铁漂浮在液氮冷却的超导体上。| 罗彻斯特大学
这次韩国发现的新超导材料，无需昂贵的低温环境，不用复杂的高压设施，制备极其方便，让昂贵、稀有的超导材料成了普通人也可以轻易获取的东西。
中国科学团队第一时间进行了实验——
华中科技大学的团队复现了其抗磁性，但未验证是否为零电阻；北京航空航天大学和曲阜师范大学的实验结果表明，没有在LK-99上检测到超导性。
B站关于复现“室温超导”的直播 | bilibili
以下是关于“室温常压超导体”的科普。
世界性的能源革命
“室温常压超导体”能为人类带来一场能源革命。
现代物理学最大的障碍之一就是——电阻。
拿半导体行业举例，目前半导体制作过程需要大量能源，公开数据显示，预计2025年台积电用电量将占中国台湾整体的12％。
其中至少有一半的能源由于电阻，消耗在了传送的路上。
人类今天所有的高科技，全都依赖化石能源。根据大数据统计显示，地球上的化石能源按照目前的使用消耗量，可预期在50年之内开始油灯枯竭。
除了开发新能源之外，如何“节能”也是科学界长久依赖的课题。
如果室温超导体被发现，可能会带来一场能源效率革命，试想一下从几千米之外电力，能没有阻力，毫无损耗的输送到你家。
化石能源占目前全球一次能源需求80%，不可再生 | Wikipedia
不仅如此，还将对计算机与电子产品设计产生颠覆性影响。
这些产品全是为了实现高速计算、高频高速传输、小型化等要求，而“室温超导”会让它们不再需要散热系统、光纤被取代、先进制程门坎降低等等。
即便是小如iPhone的手机，都能拥有与量子计算机匹敌的运算能力。
| Wikipedia
物理学家Ethan Siegel认为，我们的目标是为我们的星球建立一个完全没有电阻的电气化基础设施系统，从电力线到电子设备都包括在内。
法拉第在1831年所做电流电阻实验 | Wikipedia
阻力是由磁场导致的。
电流会产生磁场，从而形成阻力。阻力的变化则会改变电流，又会反过来改变导体内部的磁场。
没有磁场是不是就好了？对，这就是迈斯纳效应（Meissner effect）——
某些材料中存在所有磁场被驱逐的情况，一旦磁场消失，电流不会受到任何干预，电阻为零。
这种“排斥磁场”且“电阻为零”材料就是超导体。
室温常压超导体
目前所有出现超导性的材料都需要在“极端温度”和“极端压力”下产生。
1911年，科学家海克·翁内斯（Heike Onnes）使用液氦将汞（Hg）元素冷却成固态，然后研究其电阻特性发现：
在4.2K（-269°C）的温度下，其电阻完全消失了。不仅如此，一旦温度低于这个阈值，固体汞内部就没有磁场了。
科学家海克·翁内斯（Heike Onnes）|Wikipedia
在没有任何电阻的情况下，超导体意味着以无损的方式传输电能，从而实现能源效率的最大化。
高温超导线。
超导体比全球最先进的半导体要好几个数量级，因其“零电阻”的特性，意味着支持高电流，而不会产生任何能量损失，大大提高了电力传输。
爱迪生国际公司为芝加哥北部安装了一款高温超导线，与传统的铜线相比，升级后的超导线可以承载200倍的电流。
超导磁悬浮列车。
超导材料从内部排出磁场，这使得它们成为强大的电磁铁。这些超级磁铁有可能使火车悬浮。超导电磁铁产生8.3特斯拉磁场——是地球磁场的10万多倍。
日本的超导磁悬浮列车在其导轨上方悬浮10厘米，速度高达每小时500公里。
伴随着科学的进步，超导体已经从20世纪的新鲜事物，成为了科学界研究的主流。如果足够幸运的话，“室温超导”可能成为21世纪的主流。
我们已经走在了实现它的路上。
伸出小手
点赞和“在看”吧
微信扫码关注该文公众号作者