真实超导世界走进网络狂欢背后

7月22日，韩国量子能源研究中心公司相关研究团队通过两篇论文和视频声称，在常压环境下，生成了世界上第一个室温常压超导体，临界压力为127℃。有一段时间，它引起了全球科学界的沸腾，掀起了“复兴潮”。

在接下来的20天里，学术界和科普界的人们一直在讨论和分析这一点，“超导”的物理概念自诞生以来就迎来了最亮眼的时刻。

最近，北京大学量子材料科学中心和国科大等单位发表了一篇论文：LK-99材料与韩国团队论文的主要成分一致，不具有超导性。美国马里兰大学凝聚物理论中心（CMTC）还转发了最新的研究，称为LK-99不是超导体，即使在极低的温度下也不是，它只是一种电阻很高的劣质材料。

室温超导的受欢迎程度并没有减少，在国内网站乃至世界范围内持续流行，吸引了全世界网友的热议。那么，日常生活中触手可及的超导材料是什么呢？哪些具体应用可以让人受益？这次引起热议的室温超导会对行业产生什么影响？

《IT时报》记者与国家青年人才、上海大学理学院物理系教授尹鑫茂进行了对话，一起走进了超导的世界，探索了超导的奥秘。

01 室温常压超导仍然是一个大问题

超导理论基础扎实可靠，但常温超导的春天可能还会到来。科研团队还没有真正复制常温超导，所以一切都需要等待时间去测试。

IT时报：对网络上热议的“超导事件”，你和物理学家是怎么看待这篇论文和数据的？

尹鑫茂：我看过这篇论文，我们系的上海市高温超导重点实验室也在尝试复制，但是超导性能暂时还没有达到。我主要从事量子材料(包括超导材料)的光谱测量，所以我真的希望有新的超导材料出现并提供给我们进行光谱测量。对这篇论文，我的感觉是，它的结论要早一点，大一点，其中提供的数据也比较粗糙。这篇论文的缺陷可以从以下两点看出。

众所周知，超导必须符合两个标准。首先，它具有零电阻的特性，电阻应为0。；第二，它具有完全抗磁的特性，即迈斯纳效应，这是一种体内磁感应强度为0的情况。两者都有超导材料。

但是从这篇论文来看，数据还不够。该团队的零电阻检测相对粗糙，论文中的数据与普通超导体不同。此外，LK-99没有表现出完全的抗磁性，因此很难表明LK-99具有超导性。

就像东南大学最近进行的LK-99再现试验一样，他们在110K(-163.15℃)的前提下观察到了零电阻现象，但是这和室温还是有很大的不同，其中并没有发现完全的抗磁性。另外，LK-99的室温超导属性尚未得到证实，最近全球实验室的再现结果尚未得到证实。

这篇论文一出来，业界普遍持怀疑态度。现在还没有真正的科研团队复出，所以还需要等待时间来检验。

IT时报：

我们通常从物理书籍中读到“低温超导”。此外，还有“高温超导”。那么，在超导的世界里，什么样的温度会被定义为“低温”还是“高温”呢？

尹鑫茂：超导实际上是指材料在一定温度下，电阻为零的状态。现在世界上已经发现了很多超导材料，一般可以分为高温超导和低温超导。正如前面提到的110K(-163.15℃)，属于高温超导范围。

在这里，高温和低温的定义可以从两个方面来解释。一是从目前的物理理论来看，常压下超导转化温度有一个上限(McMillan极限)，约为40K(约为零下233℃)。超过40K的是高温超导。这种材料主要包括复合材料，如系统元素和铜氧化物。低于40K的是低温超导，低温超导会更接近0K。该材料主要包括金属元素和化合物材料，如铁、镉、汞。

另一种是从应用的角度来看，高温超导应用多与液氮组合使用，高温超导超过液氮沸点温度，低于低温超导，多作为应用领域常见的判断依据。

IT时报：

在过去的10年里，类似室温超导材料的论文或研究频繁出现，是什么原因使室温超导成为竞相青睐的宠儿？

尹鑫茂：如果发现室温常压超导，将引发下一次工业革命。目前，高温超导和低温超导暂时无法真正普及和使用。

事实上，普通低温超导材料的购买价格并不高，生产工艺也相对成熟，但它们在使用时需要保持液氦的低温。另外，如果想推广低温超导，维护成本也比较高。

高温超导也是如此。虽然零下100℃以上的条件比低温超导更容易实现，但高温超导材料的采购成本高于低温超导材料，需要组合液氮才能投入使用。维护成本和材料成本也使其暂时难以被广泛使用。

无论从经济效益还是社会效应来看，一旦出现可以在常温下使用的超导材料，绝对是震惊全球的事情。它可以促进能源、医疗、交通和人工智能等多个领域的大力发展。

室温超导材料应该存在，但还没有被发现。因此，在过去的10年里，新的发现将不断出现在室温超导领域，但还没有得到科学的证实。

IT时报：

有人认为美国三大科学家在1957年提出的BCS理论(描述超导体特征的理论)可能是错误的，否则室温超导这么久还是很难达到的。你觉得这个说法怎么样？

尹鑫茂：BCS理论本身没有问题。在过去的几十年里，BCS理论多次验证了一些常规超导特征的存在。超导机制因材料而异。虽然BCS理论不能解释所有的超导材料，但这并不意味着BCS理论是错误的。

02 超导于普通人并非遥不可及。

超导真的不是一个显性的科学概念，普通人很难轻易理解。如果你曾经坐过地面上最快的磁悬浮列车，或者躺在医院里的磁共振机，可以说你已经和超导“亲密接触”过了。

IT时报：超导性的话题第一次离我们如此之近，那么它在生活中是否远离普通人？

尹鑫茂：超导被广泛应用于包括强电和弱电在内的电磁相关专业。主要依靠其零电阻的特性，对节能有很大帮助。例如，上海市徐汇区2022年成立的“35KV公里级超导电缆工程”，上海市高温超导重点实验室也参与了该项目，积极配合相关工作单位。

如果将高温超导应用于大型工业区，可以达到快速通电、低损耗的效果。最直观的感受就是降低工业用电成本，每天节省几千块电费。如果应用到居民家中，其节能效果暂时不那么明显，普通人的感知也不会那么强烈。

医疗行业的高精度检测仪器也是超导的常见应用，如磁共振、癌症检测和一些基因检测仪器，将用于低温超导。由于仪器所需的液氦量不大，成本在可控范围内，有助于医疗行业超导的发展。

此外，在科研领域的一些大型设备和仪器中，磁悬浮列车，尤其是磁悬浮列车，都有超导的相关应用，很多人都很熟悉甚至感受到，体现了超导的完全抗磁性。

IT时报：

从普通人的角度来看，抛开学术层面的专业理念，我们应该如何应对超导现象？

尹鑫茂：事实上，超导已经有100多年的历史了，高温超导已经有30多年的历史了。虽然没有得到广泛应用，但并不是一件完全新鲜的事情。这个室温超导话题能引起这么大的关注是出乎意料的。由此可见，在互联网时代，信息传递迅速，人们也期待着新技术变革的到来。

从普通人的角度来看，超导仍然是一个概念，在日常生活中很难直观感受到。对于一些人来说，他们可能对最近发生变化的股票等相关投资产品有更多的感受。

03 室温超导可以使ChatGPT更加“聪明”

即使目前超导的概念再次火起来，在尹鑫茂看来，超导的普及之路还是相当漫长的，从理论到实践，这段时间至少需要十几年。

IT时报：

对您来说，超导应用的普及还需要多长时间？

尹鑫茂：以电磁领域为例，超导应用需要大量的液氮，但是通电时电缆的铺设是连接的，特别长，而液氮不能暴露在空气中，所以需要用密封材料包裹。此外，超导的普及由于后期维护和检查的成本，存在客观挑战。

超导体从发现到应用再到普及，短时间内是无法实现的。在我看来，即使室温超导被证明是真实存在的，它的普及至少需要10。～20年时间。

IT时报：

如果发现室温超导，能否快速推进普及应用？

尹鑫茂：如果发现室温超导，高温超导和低温超导应用所需的复杂条件就不存在了。在室温常压下，超导可以直接应用，成本会大大降低。

如果室温常压超导可以应用于不久前火灾的ChatGPT等人工智能领域，目前设备的计算量将立即达到更高的水平。同样，量子计算也可以实现更高的海量计算率。在可控核聚变领域，可以大力推广能源应用，比如发射卫星火箭。可控核聚变可以为发射提供巨大的能量辅助，因此不需要在火箭中堆积太多燃料，可以节省空间，减少污染。

所以，一旦真正发现室温超导，将促进许多行业的发展，同时也将使人类文明迈出一大步。

本文来自微信微信官方账号“IT时报”（ID：vittimes），作者：毛宇，36氪经授权发布。

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