chaodao?超导体?超导可视无痛人流危害?催生了8个诺贝尔奖的超导领域，中国科学家的203K如何颠覆极限？

你是否正在寻找关于chaodao的内容？让我把最俱价值的东西奉献给你：

【编者按】本文由知社学术圈的胡莱之教授的撰稿分享，原标题为《Nature: 中国学者预测的203K超导体被实验证实 | 颠覆所有极限！》。如你也是学术圈内人士，或者对科学领域有专研兴趣，可进入知社学术圈公号查看。

开篇之前，你可带着这样的疑问：

203K的超导体硫化氢，为什么让科学界如此兴奋？中国物理学家，在这里面起了什么关键作用？

2014年7月7日，吉林大学崔田教授领导的团队给 Scientific Report 投了一篇文章，题为压力诱导硫化氢的金属化和高临界温度超导性 （Pressure-induced metallization of dense (H2S)2H2 with high-Tc superconductivity）， 计算预测在200 GPa高压下，硫化氢的超导临界温度在191K 至 204K 之间。这个文章 2014年11月10日发表。

2014年12月1日，德国马普所的Drozdov, Eremets和Troyan在预印本网站 arxiv.org 贴了一篇文章，题为高压下190K的传统超导体（Convetional superconductivity at 190K at high pressure），报道其在硫化氢超导性的实验研究，证实了中国物理学家的理论预测。

（编者注：马普所是马克斯-普朗克研究所（ MPI）的简称，由近80科研院所组成，涵盖了对自然科学、生命科学、社会科学、艺术和人文学科基础研究。其前身是德国的威廉皇帝研究院，而后因马克斯-普朗克对德国科研作出的巨大贡献而改名。马克斯-普朗克本人在1918年获得诺贝尔奖，是量子理论的奠基人。马普所在研究领域的成绩享誉世界。）

这立刻在科学界引起旋风般的反应，有人兴奋赞美、有人怀疑观望，当然更多的人是一窝蜂扎进去跟风。物理学界重现80年代中期高温超导和前几年铁基超导的研究热度。

2015年8月17日，马普所这个文章在 Nature 发表，转变温度提高至203K。这个温度比之前的记录，氧化物高温超导体高压下的164K，提高了将近40K！然而这还不是最让人意外的。

真正让人震惊的是，硫化氢属于传统超导体的范畴，而在此之前，传统超导体的转变温度最高纪录，只有40K！整整提升了163K！

在超导这个可歌可泣的领域，一共产生了8个诺贝尔奖。有人闻到下一个诺奖的气息了么？会不会有中国人的身影？

为什么物理学家会如此的兴奋？ 请让我们走进超导体的前世今生。

早期研究

1908年， Onnes 成功制备液氦，并在液氦温度下研究物质热力学和电学性质。1911年，他发现水银电阻在4.2K以下降为0，并将此特性命名为超导性，从此开辟一个领域，引领潮流100年。1913年，他因此荣获诺贝尔物理学奖。这是超导领域诸多诺奖的第一个。

此后的进展及其缓慢，经过大约半个多世纪的时间，元素超导体的临界转变温度还定格在10K左右，而化合物超导体的临界转变温度也不超过30K。为什么超导临界转变温度如此之低？

1957年，Bardeen、Copper和Schrieffer提出著名的 BCS 理论，即具有相反自旋和动量的电子对通过与晶格振动声子的交换作用，互相吸引，形成 Cooper 对。而这个Cooper对可以在晶格中无阻碍传输，是超导的机制。临界温度的存在，则是因为较高温度下更强的晶格振动对Cooper对造成破坏。

BCS理论的提出，受到另一个工作的启发。1938年，Kapitsa发现液氦的超流性，即不具有粘性。这是因为整数自旋的粒子可以结合在一起，形成波色爱因斯坦凝聚，从而不受其他干扰。Kapitsa 因此工作荣获1978年代诺贝尔物理学奖。于此相关，Lee、Osheroff 和Richardson因为发现He-3的超流性，也在1996年荣获诺贝尔物理学奖。而波色爱因斯坦凝聚的实验，要等到1995年才在科罗拉多大学实现。Cornell、Ketterle和Wieman因此荣获了2001年代诺贝尔物理学奖。

电子自旋是1/2，显然无法形成波色爱因斯坦凝聚。但是组成Cooper对之后，自旋变为零，就可以产生波爱凝聚了。这是传统超导体的奥秘所在。

BCS理论解释了超导现象，Bardeen、Copper 和Schrieffer三个人1972年荣获诺贝尔物理学奖。

这一领域获奖的当然还有大名鼎鼎的Landau，1962年因其相变理论，特别是在液氦超流性的应用，荣获诺贝尔物理学奖。以及Ginsburg，在2003 年与Abrikosov和Leggett因在超导和超流领域的理论研究共同获奖。传统超导体获奖的工作还有超导隧穿效应， 1973年获奖。这真是一个英雄辈出的领域！

其他进展

传统超导体虽然成就了一大批理论物理学家，实验上的进展却极其缓慢，很多年来，其临界转变温度被定格在23K。

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/shenmilingyu/article-11890-1.html