超導(dǎo)材料能無(wú)損耗傳輸電能，但其應(yīng)用卻因超導(dǎo)態(tài)嚴(yán)苛的低溫要求而受限。因此，實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)成為科學(xué)家的重要目標(biāo)，如今他們離這一目標(biāo)越來(lái)越近。在最新一期《自然》雜志上，美德兩國(guó)科學(xué)家組成的研究小組發(fā)表論文稱，他們實(shí)驗(yàn)證實(shí)，高壓下的氫化鑭在250K(K代表絕對(duì)溫標(biāo)開(kāi)爾文，250K大約為-23℃)下中具有超導(dǎo)性。而250K，是迄今為止超導(dǎo)材料中已證實(shí)的最高臨界溫度。

過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里，科學(xué)家一直在尋找能在室溫下具有超導(dǎo)性的材料，隨著越來(lái)越多的超導(dǎo)材料被發(fā)現(xiàn)，最高臨界溫度的紀(jì)錄也在不斷刷新，逐步向室溫目標(biāo)邁進(jìn)。在2018年，兩個(gè)獨(dú)立研究小組幾乎同時(shí)報(bào)告稱，壓縮的氫化鑭化合物可能在更高的溫度下表現(xiàn)出超導(dǎo)性，其臨界溫度范圍從215K—280K不等。這一理論預(yù)測(cè)在當(dāng)時(shí)引起了廣泛關(guān)注。

此次，美德兩國(guó)研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一理論預(yù)測(cè)。他們使用一種被稱為金剛石壓腔的設(shè)備，利用兩顆金剛石擠壓一小塊兒鑭樣品，使其在170吉帕的高壓下轉(zhuǎn)化為氫化鑭化合物——LaH10，然后用X射線探測(cè)其結(jié)構(gòu)和成分。研究人員觀察到LaH10具有零電阻、在外加磁場(chǎng)作用下臨界溫度會(huì)降低、同位素效應(yīng)(臨界溫度依賴于同位素質(zhì)量的現(xiàn)象)這3個(gè)超導(dǎo)材料特征，但因樣本量太小而無(wú)法對(duì)超導(dǎo)材料的另一個(gè)重要特征——邁斯納效應(yīng)(一種超導(dǎo)體對(duì)磁場(chǎng)的排斥現(xiàn)象)進(jìn)行觀測(cè)。他們表示，其所觀察到的3個(gè)特征已可以證明，在250K的溫度下，氫化鑭在超過(guò)100萬(wàn)倍地球大氣壓下會(huì)變成超導(dǎo)物質(zhì)。

250K，是目前人類高溫超導(dǎo)的最新紀(jì)錄，比此前的最高臨界溫度增加了50K左右。研究人員稱，這是向?qū)崿F(xiàn)室溫超導(dǎo)目標(biāo)邁出的令人鼓舞的一步。而同期《自然》雜志上刊發(fā)的評(píng)論文章則指出，這一研究結(jié)果表明，科學(xué)家對(duì)超導(dǎo)材料的研究可能進(jìn)入了一個(gè)新階段，開(kāi)始從靠經(jīng)驗(yàn)規(guī)則、直覺(jué)或運(yùn)氣發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體向由具體理論預(yù)測(cè)指導(dǎo)研究過(guò)渡。(記者劉海英)

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