物理学家认为他们已经实现了他们学科中最令人梦寐以求的目标之一：创造出一种在接近室温下工作的超导材料。
证据仍然是初步的，并且带有一个主要的注意事项。到目前为止，该材料仅在约200吉帕斯卡（或200万个大气压）的压力下制成。
但如果得到证实，这项壮举将是首次在0摄氏度以上实现超导的例子，一些物理学家表示，这项工作可能是超导研究的一个里程碑，研究人员希望超导有一天能使电力的产生、传输和使用效率大大提高。
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“长期以来的梦想”
“这项观察非常惊人，”中国长春吉林大学的物理学家马燕鸣说，尽管他提醒说这项工作仍处于早期阶段。自从一个多世纪前发现超导性以来，达到室温一直是“长期以来的梦想”，马燕鸣说。
华盛顿特区乔治·华盛顿大学的地球物理学家拉塞尔·海姆利在8月份的一次会议上首次宣布了这项壮举的证据。他的团队现在正在《物理评论快报》上发表研究结果。
作者报告说，在他们合成的一种材料中，即镧的“超氢化物”LaH10（一种含有大量氢的化合物）中，他们在7摄氏度时观察到电阻突然下降。这种下降是相变到超导性的标志，当材料冷却到低于阈值温度时发生。“我们非常有信心我们看到了转变，”海姆利说。
在0摄氏度以上实现超导性没有特别的物理意义，但它“在心理上非常重要”，德国美因茨马克斯·普朗克化学研究所的物理学家米哈伊尔·埃雷梅茨说。2014年，埃雷梅茨的团队表明，另一种氢化合物——硫化氢——在当时创纪录的超导高温-83°C下变成了超导体。
创纪录的高温
在他们的实验中，海姆利和他的合作者将一个金刚石压砧放入伊利诺伊州芝加哥郊外阿贡国家实验室的同步加速器光束线中。他们使用压砧的金刚石尖端将微小的镧和氢样品挤压到高达200吉帕斯卡的压力。接下来，他们暂时加热化合物，并观察其结构随其导电特性的变化，并使用X射线衍射监测该过程。
研究人员产生了一种新的结构——LaH10——他们团队和其他团队（包括马燕鸣的团队）之前的模拟表明，这种结构在非常高的温度下将是超导的。
他们让它冷却——同时保持高压——并测量了它的电子特性。在某些条件下，他们看到电阻在280开尔文，即约7摄氏度的温度下下降。
海姆利的论文中提出的证据尚未说服埃雷梅茨。他自己在实验室进行的后续实验表明，该材料的转变温度并没有高达7摄氏度，尽管它仍然达到了令人印象深刻的-23摄氏度。
海姆利说，在尚未发表的后续工作中，他的团队检测到了超导性的另一个重要迹象：该材料排斥了自身存在的磁场。这种现象被认为是超导性的黄金标准证据，如果得到证实，可能会最终确定该团队的主张。
仅仅是开始
海姆利团队制造的镧超氢化物和埃雷梅茨在2015年研究的硫化氢等化合物是常规超导体，这意味着自20世纪50年代以来，它们的物理特性已被充分理解。几十年来，人们一直在预测具有室温转变的常规超导体，但直到最近，这些预测才开始在实验室中进行测试。
自20世纪80年代以来发现的更奇异的超导体，直到最近才拥有创纪录的转变温度，但尚未实现室温超导，并且它们的理论基础尚不清楚。
海姆利说，他相信存在其他材料——甚至超出模拟中探索的材料——具有更高的转变温度。
他还补充说，他团队的实验可以为如何开发在不太极端的压力下可能具有类似电子特性的材料提供线索。“这仅仅是超导新时代的开始，”海姆利说。
本文经许可转载，并于2018年12月19日首次发表。