近 30 年来，对室温超导体的探索一直集中在被称为铜酸盐的奇异材料上，这种材料可以在高达 164 开尔文或 –109 ˚C 的温度下无能量损失地传输电流。但科学家表示，他们已经使用常见的分子硫化氢打破了这一记录。研究人员表示，当他们将少量该材料置于接近地球核心内部的压力下时，它在 190 K (–83 ˚C) 时具有超导性。
“如果结果得到重现，那将是相当令人震惊的，”新泽西州普林斯顿大学的固态化学家罗伯特·卡瓦说。“这将是一项历史性的发现。”
根据已建立的超导理论——以其创建者约翰·巴丁、利昂·库珀和罗伯特·施里弗的姓氏命名为 BCS 理论——晶体原子中的振动可以导致电子形成“库珀对”，从而可以在晶体中无电阻地流动。BCS 理论是在 20 世纪 50 年代发展起来的，但大多数物理学家认为它无法解释铜酸盐中的超导性，铜酸盐的超导性是1986 年发现的，也无法解释 铁基超导体，铁基超导体是 2006 年发现的。
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科学家们希望 BCS 理论能够指导寻找其他类型的高温超导体，特别是在含有氢等轻元素的材料中。这些元素会产生更快速的振动，从而在电子对之间产生更强的键。
最新的研究建立在纽约州伊萨卡康奈尔大学的物理学家尼尔·阿什克罗夫特对氢化合物的超导潜力的研究基础上。更具体地说，它研究了中国物理学家小组最近的一项理论预测，即在暴露于 160 万个大气压的压力下，硫化氢应保持超导性直至约 80 K。如此高的压力将库珀对中的电子挤压在一起，并使它们不太可能被热波动破坏。
德国美因茨马克斯·普朗克化学研究所的米哈伊尔·埃雷梅茨和他的同事们将一块直径约百分之一毫米的硫化氢样品放在两个金刚石压砧的尖端之间，然后使用电极测量材料的电阻率如何随着他们将系统冷却至绝对零度而变化。他们发现，在 180 万个大气压的压力下，电阻率在大约 190 K 时突然下降，这表明发生了向超导性的转变。
研究人员将这种高于预期的“临界”温度归因于硫化氢分解成含有相对较多氢原子的分子。他们说，预计这些分子将保持超导性直至该温度。
研究人员报告了几项证据来支持他们关于高温超导性的主张，包括当他们用较重的硫化氘代替硫化氢时，观察到较低的转变温度 (90 K)。他们指出，较重的原子会通过减慢晶体振动来阻碍超导性。该团队于 12 月 1 日将结果发布在 arXiv 在线存储库上。
如果得到其他小组的证实，这一结果将代表通过电子和晶体振动之间的相互作用可获得的临界温度的巨大提高。目前的记录（在二硼化镁中）为 39 K。至于埃雷梅茨和他的同事们是否建立了一个强有力的案例，“我看不出论文中有什么明显的错误，其他读过它的人也看不出来，”加利福尼亚州圣何塞 W2agz Technologies 的凝聚态物理学家兼负责人保罗·格兰特说。他补充说，这项工作“在超导界引起了轰动”。
弗吉尼亚州诺福克市老道明大学的理论家亚历山大·古列维奇也认为，这些结果将代表“超导研究的重大突破”，但目前仍持谨慎态度。他说，作者尚未证明超导性的标志之一，即迈斯纳效应，即材料在冷却到超导态时“排出”磁力线。“我确实希望这项工作将刺激其他小组迅速重复这个实验，”他补充道。
至于这项工作的实际效用，埃雷梅茨和他的同事们表示，现在可能在其他含氢材料中找到高临界温度，例如碳基富勒烯或芳香烃。他们说，这些材料可以通过混合少量其他元素而不是施加高压来转化为超导体。然而，卡瓦警告说，现在考虑可能的应用还为时过早。“对于其他氢化物，这种现象是否会在环境压力下发生，最好不要对此进行推测，”他说。
本文经许可转载，并于 2014 年 12 月 12 日首次发表。