一种新型的氢碳硫金属化合物.当在两个金刚石砧之间施加压力时，该化合物在 15℃ 的室温下具有超导性

来自纽约的一位物理学家团队发现了一种具有高- 室温下的高效电导率 - 科学家长期以来一直在努力寻找的科学里程碑。研究团队在《自然》杂志上发表声明称，这种氢-碳-硫化合物在 15°C 的室温下具有超导体特性。这比去年创下的高温超导记录高出 10°C 以上。

“这是我们第一次真正声称发现了室温超导性。”西班牙巴斯克地区大学凝聚态理论家 Ion Errea 说（他没有参与这项工作）。

剑桥大学材料科学家克里斯·皮卡德感慨地说：“这显然是一个里程碑。”在谈到15℃的温度时，他说：“这相当于一个体感微室温凉爽，也许是英国维多利亚时代的小屋。”

新化合物是由一项研究开发的由美国罗彻斯特大学的 Ranga Dias 领导的团队。虽然研究人员对他们的成就充满热情，但他们也强调，如果在真实环境条件下出现具有超导性的脆弱量子效应，这种材料将永远不会应用于无损电线、无摩擦高速列车或其他任何东西。未来可能是无处不在的革命性技术。这是因为这种材料只有在室温下被一对钻石压碎时才具有超导性，其压力极限约为核心压力的 75%。

Picard 说：“室温超导一直是讨论的话题，但他们可能不知道我们会在这么高的压力下进行这项研究。”

目前，一个材料科学家面临的主要挑战是，很难找到既能在常温常压下工作的超导体。而这种新型化合物的某些特性为未来寻找合适的混合物带来了希望。

当自由流动的电子撞击构成金属的原子时，普通电线会产生电阻。然而，研究人员在 1911 年发现，在低温条件下，电子可以在金属原子的晶格中引起振动，这些振动反过来又将电子聚集形成电子对，称为库珀对。库珀对受量子规则支配，它们可以无障碍地穿过金属晶格，也没有任何阻力。超导流体还排斥磁场——这种效应允许磁悬浮飞行器在没有摩擦的情况下漂浮在超导轨道上。

然而，当超导体的温度升高时，粒子会随机摆动，打破电子的细微波动。

几十年来，研究人员一直在寻找一种与 Cooper 对紧密结合并能承受日常环境温度的超导体。 1968年，康奈尔大学固态物理学家尼尔·阿什克罗夫特（Neil Ashcroft）提出，利用氢原子可以实现这一目标。氢原子的尺寸非常小，因此电子更靠近晶格的节点，增加了它们与振动的相互作用。此外，氢原子的重量较轻，这也使得那些导波振动得更快，从而进一步增强了键合库珀对的力。

将氢挤入金属晶格所需的压力非常高。尽管如此，阿什克罗夫特仍然通过自己的工作让人们看到了曙光：某种“氢化物”，即氢和另一种元素组成的化合物，可能在更容易获得的压力下产生金属。氢的超导性。

进入21世纪，该领域的研究工作开始取得更多进展。得益于超级计算机的模拟技术，理论家可以预测各种氢化物的性质；紧凑型金刚石砧的广泛使用有助于实验人员对最有希望的候选氢化物施加压力。来测试他们的表现。

突然之间，氢化物开始创造一个又一个的记录。 2015 年，德国的一个研究小组发现，在 70°C 的温度和 150 万个大气压的压力下，硫化氢是一种在臭鸡蛋中发现的刺激性化合物。四年后，同一个实验室在约 23°C 的温度和 180 万个大气压的条件下，使氢化镧超导。另一组发现证据表明该化合物在约 13°C 的温度下具有超导性。

罗切斯特大学的迪亚斯实验室打破了这些记录。研究小组根据直觉和粗略计算，测试了一系列氢化合物，以找出氢的最佳比例。如果氢含量太小，则化合物不能像氢一样具有稳定的超导性。如果添加过多，该化合物将表现得像氢，并且只有在施加足以压碎金刚石砧的压力时才能实现金属化。在他们的研究中，该团队粉碎了数十对价值 3,000 美元的钻石砧。 “这是我们研究中最大的问题，需要的钻石砧价格太高了。”迪亚斯无奈的说道。

最终成功的计划被证明是2015年计划的重复。研究人员将甲烷（一种碳氢化合物）添加到硫化氢中，然后使用激光对其进行烘烤。

迪亚斯的合作者、拉斯维加斯内华达大学凝聚态物理学家阿什坎萨拉马特说：“我们已经完善了系统，通过添加适量的氢，这些库珀对仍然可以正常运行在高温条件下。”

然而，他们无法确定他们开发的氢-碳-硫混合物的具体细节。氢太小，无法通过具有传统晶格结构的探针来显示，因此该团队不知道原子是如何排列的，甚至不知道这种物质的确切化学式。

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