10 月 15 日《Nature》文章宣称首次在高压下实现室温超导，意味着什么？
这次的发现，证明了物理学家Neil Ashcroft预测，金属氢在常温下可能是超导体。 在超导体中，两个电子会配对形成所谓“库珀对”（Copper pair）。一旦电子结伴，它们就会以量子液体的形式无阻碍地通过导体，让电阻彻底消失。 库珀对的形成可以这样通俗理解： 当带正电的原子被电子吸引后，就会聚集起来，这里正电荷多一点，自然会吸引别的电子过来，这两个电子即完成配对。   显然原子质量越重，就越难被电子吸引，电子也就越难形成库珀对，因此科学家把目光瞄向了最轻的原子——氢。 但问题是，常压下固态氢中没有自由电子。只有高压改变固态氢的结构，让氢释放出电子，才有可能形成库珀对。此时氢变成了一种金属状态——金属氢。  △ 木星内部可能存在金属氢 1968年，康奈尔大学物理学家Neil Ashcroft预测，金属氢在常温下应该是超导体。 然而，要让金属氢变成超导体需要的压力实在太大了，以现有实验室条件难以达到，倒是木星内部有可能满足这样的条件。  △ 科学家用高压制备出金属氢 2017年，哈佛大学科学家在实验室中制备出金属氢，但压力不足以让其变成超导体。 后来，Ashcroft将希望寄托在富含氢的化合物上，这类化合物等于用化学键把氢原子拉近，或许能在稍低的压力下变成超导体。 但添加多少比例的氢是个技术活。如果添加太少，化合物就不会像金属氢那样超导。如果添加太多，那么化合物超导所需压力太大，实验室里难以达到。 终于在2015年，德国科学家Eremets发现，一种氢和硫的化合物在-70℃时转变成超导体。 2018年，同样是Eremets的团队发现了冰箱温度下的超导体氢化镧，这种物质在-23℃、170万个大气压下变成超导体。 现在，来自罗切斯特大学的科学家将两种氢化物混合在一起，然后在超高压下让整个混合物重新组合。 他们选择了硫化氢和甲烷，将这两种物质与铂电极一起放在金刚石砧中。 当压力超过4万个大气压时，研究人员用绿色激光照射数小时，破坏硫-硫键，从而形成硫-氢化合物。   在175万个大气压下，样品冷却至-93°C就会发生超导转变。如果继续增加压力，超导转变的临界温度会不断提高。 当到达到267万个大气压时，只需把样品降低至15°C，就能看到电阻消失。   而且这次不仅从电阻为零方面证实了超导的存在，科学家还发现了另一些超导的证据，比如在转变温度下，这种物质呈现出了典型的临界温度随磁场变化的效应，这是超导体另一项重要特征。 如果数据真实有效，那么这次发现超导体应该是相当可信的。 超高压条件以及不稳定的性质，意味着这种室温超导体难以有实际性质，但这却是人类发现的第一种室温超导体，探索超导体100多年的道路上具有里程碑意义。今后关于氢化物超导体研究可能也会越来越多。