什么是高温超导，室温超导？

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前段时间，罗彻斯特大学的Ranga Dias教授在美国物理学会三月会议上宣布，在近环境压强下实现了室温超导，让“室温超导”这个名词在互联网上广为流传。可能有些朋友们在日常生活中还听说过“高温超导”这个名词，对各自含义感到困惑。因此呢，给大家解释一下“高温超导”和“室温超导”分别是什么，有什么不同。一般来说，我们把临界温度高于40K的超导体称为高温超导体，而把临界温度高于300K左右的超导体称为室温超导。也就是说，在超导界，“室温”其实是要比“高温”高得多的。至于为什么高温超导体的分界线是40K，还要从超导的机理说起。1911年，onners首次发现在4.2K以下汞金属会表现出超导电性。1957年，BCS理论通过电子库伯对的形成解释了超导的机理。然而，BCS理论预言超导的临界温度最高只有40K，这极大限制了超导的应用。经过不懈的努力，科学家们找到了不能用BCS理论来解释的超导体，例如临界温度在26K到55K的铁基超导体，以及38K-138K的铜基超导体。以上这些临界温度高于40K，不能被传统BCS理论来解释的超导体被称为高温超导体，也叫非常规超导体。在这些非常规超导体中，铜基超导体是最被广为接受的高温超导体，因为其超导临界温度达到了77K（液氮沸点），可以较为简单地应用到生产生活中。上面提到的高温超导体都是在常压下的超导体，其临界温度距室温也有很大距离。而根据理论模型，理论上更轻的元素在极高压下拥有更高的临界温度，金属氢的理论临界温度可以达到3500K。目前的室温超导体，基本上都是极高压强下的含氢化合物。例如LaH₁₀，在170GPa（1.7亿倍大气压）下临界温度可以达到250K，大约是北京冬天室外的最低温度。而这次Dias的1GPa（1万倍大气压）294K超导，目前来说结果存疑。此外呢，目前的室温超导体都需要在极高压下才可以室温超导，而这几万甚至几亿倍的大气压，其实获取难度比液氮温区的77K低温还要高不少。常压室温超导，仍然任重而道远。