顛覆人類生活！美國科學(xué)家發(fā)表最新成果，他們實現(xiàn)了常溫超導(dǎo)現(xiàn)象，這是物理學(xué)界的重大突破。
在發(fā)布這項成果的報告廳外，擠滿了許多物理學(xué)家，甚至還有大量物理學(xué)研究者擠不進去，被保安疏散。
人類歷史上的科學(xué)突破不在少數(shù)，近些年來我們也常常聽到號稱可以改變?nèi)祟惿畹男鲁晒?，但似乎沒有一次這么受關(guān)注。常溫超導(dǎo)到底是什么意思？它為何能顛覆人類的生活呢？
電對于人類的社會和科技發(fā)展來說，是必不可缺的。如果沒有電的應(yīng)用，人類是不可能有今天的生活的。對于現(xiàn)代人來說，如果沒有電，生活也會極其困難，幾乎是寸步難行。
電的應(yīng)用原理其實很簡單，就是通過各種手段產(chǎn)生電壓或者電流。電流是什么？其實就是電子的移動，在一個電路中，電子移動的相反方向被認定為電流的方向。物理學(xué)上通常用字母I表示電流，單位一般是A（安培）。
說起來，電流和水流的原理是差不多的，這樣的比喻也很便于大家理解。想要產(chǎn)生電流，首先要產(chǎn)生電勢差。我國大部分河流為啥自西向東流入大海，其實就是地勢差導(dǎo)致的，我國地形西高東低，水往低處流，就向東走了。
電流也是一樣的，會從電勢高的區(qū)域流向電勢低的區(qū)域。電勢和電壓的物理學(xué)表示都是U，常用到的單位是V（伏特）。
河水的流速不是永遠固定的，隨著流經(jīng)的地形而改變，在遇到大壩等阻礙時，就會降低流速，甚至可能完全停止。電流也是一樣的，電路中有的地方阻礙可能大一些，有的地方阻礙小一些，這就是電阻，物理學(xué)上用R表示，單位通常是Ω（歐姆）。
這種“阻礙”不僅僅影響“流速”，還會影響最終的結(jié)果。如果你用一道道大壩攔住河水，那么最終注入大海的水量肯定會大幅減小。電也是一樣的，在經(jīng)過電阻的時候，不僅會影響電流，還會導(dǎo)致電能的損失。
電阻的大小主要取決于材質(zhì)，有些材料本身就很容易導(dǎo)電，這就是導(dǎo)體；還有一些材料導(dǎo)電極其困難，也就是絕緣體。
材質(zhì)不是決定電阻的唯一因素，溫度也可以影響。想一想，水流也是相同的道理，同樣一條河，冬天和夏天的流速就是不一樣的。隨著溫度的變化，相同材質(zhì)的電阻也會發(fā)生變化。
對于大部分材質(zhì)來說，電阻隨著溫度變化的幅度都不會達到無限大或者無限小。但對于某些極特殊的材質(zhì)來說，當溫度突破臨界值時，電阻竟然可以完全消失，這就是所謂的超導(dǎo)體。對應(yīng)水流的比喻來說，這時河流就變成瀑布了，那威力可要比橫向流動相同的距離要提升很多。
就像我們剛才說的，電阻的存在不僅會影響電流，還會消耗電能。不論是火力發(fā)電還是風力、核能等方式產(chǎn)生的電，在通過電線傳輸?shù)角Ъ胰f戶的過程中，都會因為電線的電阻導(dǎo)致大量電能的損失，說白了就是導(dǎo)致經(jīng)濟損失。為了彌補損失，人類就要生產(chǎn)更多的電，這就會進一步加劇溫室效應(yīng)，引發(fā)全球氣候危機。
有數(shù)據(jù)表明，目前利用銅或者鋁導(dǎo)線輸電，大約有15%的電腦在輸電線路上流失。僅僅是咱們中國，每年就要因此損失超過1000億度電，相當于數(shù)十個發(fā)電廠產(chǎn)生的總電量！
超導(dǎo)體不僅能夠用來省電，還能在許多高科技和科研領(lǐng)域發(fā)揮功效。比如磁懸浮列車，就需要利用強大的磁場使列車懸浮起來。想要足夠強大的磁場，就需要足夠強大的電場，超導(dǎo)體當然就是其中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。如果能夠利用超導(dǎo)導(dǎo)線來繞制電磁體，那就可以大幅提升列車的性能、減少能耗、節(jié)約成本。
另外，我國正在研發(fā)的最先進科技——人造太陽，也需要超導(dǎo)體的幫助。人造太陽的正式名稱是可控核聚變，是未來人類最重要的能量來源，其核心裝置就是超導(dǎo)托卡馬克。利用超導(dǎo)線圖制成的電磁鐵可以產(chǎn)生強大的磁場，約束等離子體，從而實現(xiàn)可控核聚變。
這么看來，超導(dǎo)體對人類的發(fā)展來說確實具有不可替代的意義。但我們說了，只有非常特殊的材質(zhì)在特殊條件下，才能夠把電阻降低到0。這里我們提到的特殊條件，就包括溫度、壓強等。
目前人類發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體也已經(jīng)有不少了，但它們有一個共同特點，那就是需要極低的溫度，這種溫度不僅遠遠低于地球的氣溫，甚至有的不足-100℃乃至低于-200℃！超導(dǎo)體固然重要，但為了實現(xiàn)超導(dǎo)效果而人為創(chuàng)造超低溫條件，反而會損失更多的能源，得不償失
多年以來，科學(xué)家們一直在尋找更加特殊的材料，實現(xiàn)室溫超導(dǎo)。因此，這一次的發(fā)布會才如此引人關(guān)注。
發(fā)布會的主角，是美國羅徹斯特大學(xué)的Ranga Dias團隊。根據(jù)他們的介紹，只要提供大氣壓10000倍的壓力（這對科學(xué)家來說并不是很難），他們發(fā)現(xiàn)的新材料就能夠在21℃的溫度下出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。相關(guān)研究成果于2022年8月投出，并在今年1月18日被權(quán)威國際科學(xué)期刊《自然》接收。
可以說，這樣的溫度真的可以在大部分自然狀態(tài)下實現(xiàn)超導(dǎo)，絕對稱得上是室溫超導(dǎo)。一旦這種技術(shù)得到應(yīng)用，也將毫無疑問地改變?nèi)祟惖纳睿龠M科技發(fā)展。
那么，這幾位科學(xué)家真的要獲得諾貝爾獎了嗎？
實際上還真不是這么回事，因為這次研究的成果到底靠不靠得住，目前還說不準。早在2020年的時候，Dias 就發(fā)表過類似的成果，提出由氫-硫-碳三種元素組成的新材料可以實現(xiàn)室溫超導(dǎo)（15℃，267GPa），當時的成果也發(fā)表在《自然》期刊上。
結(jié)果，很多團隊按照他的說法進行了實驗，都沒有達到超導(dǎo)的水平。最后許多物理學(xué)家提出：這篇論文的數(shù)據(jù)有問題，甚至可能是造假的！不僅如此，還有人扒出了他在博士后期間發(fā)表的論文，也存在著一定的爭議。
因此，這么多年來，Dias在物理學(xué)界的名聲可不怎么樣。既然如此，這一次他聲稱的常溫超導(dǎo)，究竟是不是真的，咱也沒有把握。
即便如此，還是有這么多物理學(xué)家來聽他的這次報告，可見常溫超導(dǎo)對于人類發(fā)展來說確實至關(guān)重要。我們當然希望這一次的成果不是假的，如果是假的，也希望早日有科學(xué)家真的實現(xiàn)這項技術(shù)吧。
