室溫超導(dǎo)有什么意義 和我們有關(guān)系嗎
一個(gè)可能會(huì)影響人類發(fā)展進(jìn)程的研究成果，這兩天在質(zhì)疑聲中逐漸發(fā)酵。
這就是室溫超導(dǎo)。
但凡上過(guò)初高中物理課的同學(xué)，肯定對(duì)關(guān)于電學(xué)的基本理論有一些了解。
什么是導(dǎo)體？就是能傳導(dǎo)電流的物體。生活中的導(dǎo)體無(wú)處不在，也正是依靠導(dǎo)體，電流才能正常傳輸?shù)饺祟惿鐣?huì)的各種使用電能的設(shè)備中。
什么是電阻？不同導(dǎo)體的一個(gè)主要的區(qū)別，就在于他們傳導(dǎo)電流的難易程度不同，這種難易程度，或者說(shuō)導(dǎo)體對(duì)于電流傳輸?shù)淖璧K程度，就是電阻。電阻越大，導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大，則電流在傳輸?shù)倪^(guò)程中損耗越大。
而根據(jù)能量守恒原則，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)損耗的電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，這就是電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)熱、需要散熱的原因，否則持續(xù)的高溫會(huì)導(dǎo)致元器件損壞。
因此，以上部分結(jié)論就是，導(dǎo)體能導(dǎo)電，但是有電阻，電阻越小導(dǎo)電過(guò)程中損耗越小，越不需要散熱。
因此，雖然事物都有兩面性，但是對(duì)于絕大多數(shù)情況下的導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，電阻越小，一定是越好的。而不同導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，或者說(shuō)電阻差別非常大，這就導(dǎo)致某些材料非常適合用于電的傳輸，比如常見金屬中電阻最小的銀，以及考慮成本后廣泛應(yīng)用的銅。
以上，物理課講授完畢。
那存不存在一種材料，電阻為0呢？
在20世紀(jì)初，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，某些物質(zhì)在極低的溫度時(shí)，如鋁在-271.76℃以下，鉛在-265.95℃以下，電阻就變成了零。這種電阻為零（實(shí)際上是無(wú)限接近于0）的現(xiàn)象，就被稱為超導(dǎo)。
要實(shí)現(xiàn)這種超低溫環(huán)境，實(shí)驗(yàn)室還可以，但是想應(yīng)用于實(shí)際場(chǎng)景，無(wú)異于癡人說(shuō)夢(mèng)。
不過(guò)，科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)一些材料，不在這么低溫的環(huán)境下，依然可以出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，而這種超導(dǎo)被稱為高溫超導(dǎo)。
那是有多高溫呢？一般認(rèn)為高溫超導(dǎo)的高溫是液態(tài)氮以上的溫度，即：零下196度。
雖然這依然是個(gè)令人恐怖的低溫，但高溫超導(dǎo)讓超導(dǎo)邁向了實(shí)際應(yīng)用的第一步，而科學(xué)家們則始終致力于將超導(dǎo)溫度往上一點(diǎn)點(diǎn)抬升的研究之中，希望有朝一日能實(shí)現(xiàn)室溫下的超導(dǎo)現(xiàn)象。因?yàn)?strong>室溫超導(dǎo)一旦能大范圍應(yīng)用，意義簡(jiǎn)直過(guò)于炸裂。
首先是電力和信息傳輸?shù)母锩酝黄?/strong>。電能的傳輸需要使用導(dǎo)體，導(dǎo)體電阻越小，則電在傳輸過(guò)程中損耗越小，而如果真的能使用超導(dǎo)體輸電，則可顯著提升電能傳輸效率，大大減少能源消耗。而信息的傳輸部分也依靠電信號(hào)的傳輸（同軸電纜、雙絞線等等），因此超導(dǎo)體同樣可以使得信息傳輸距離大幅提升。
其次是全部用電設(shè)備性能的大幅提升。如果將超導(dǎo)材料使用在電子設(shè)備上（手機(jī)、平板、電腦等等everything?。?，相同的原理，電在電子設(shè)備內(nèi)部傳輸?shù)倪^(guò)程中損耗降低，無(wú)論是電子產(chǎn)品的發(fā)熱還是電量損耗，都會(huì)明顯改善，實(shí)現(xiàn)電子科技領(lǐng)域大進(jìn)步。
如果超導(dǎo)體使用在電動(dòng)汽車上，則可以帶來(lái)電動(dòng)車領(lǐng)域的巨大革命：同樣由于傳輸損耗顯著降低，相同的電池，可以驅(qū)動(dòng)電車行駛更遠(yuǎn)，電動(dòng)汽車的缺點(diǎn)將不復(fù)存在，燃油汽車將被徹底革命。
以上例子不勝枚舉。
而超導(dǎo)體不單單會(huì)在電的領(lǐng)域掀起技術(shù)騰飛浪潮，與電相伴相生的磁的領(lǐng)域，也將出現(xiàn)翻天覆地的變化。
這里就要引入同樣是初高中物理課本中提到的電生磁現(xiàn)象：1820年4月，丹麥科學(xué)家奧斯特在上課時(shí)，無(wú)意中讓通電的導(dǎo)線靠近指南針，他突然發(fā)現(xiàn)指南針竟然動(dòng)了，并最終確認(rèn)通電導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象，也讓分別被獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的電和磁，從此以后被聯(lián)系在了一起。
而現(xiàn)代社會(huì)，正是通過(guò)電生磁的原理，來(lái)實(shí)現(xiàn)磁懸浮列車、核磁共振等各領(lǐng)域需要強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境的應(yīng)用，但此類應(yīng)用因?yàn)樾枰a(chǎn)生強(qiáng)力磁場(chǎng)，如果使用普通導(dǎo)體，一方面無(wú)法產(chǎn)生超高磁場(chǎng)，另一方面必須需要極高電流，而這樣帶來(lái)的超高能耗、導(dǎo)體巨量發(fā)熱幾乎無(wú)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
所以，此類場(chǎng)景，一般要硬著頭皮上高溫超導(dǎo)體（解釋見上文）。
尤其在磁懸浮領(lǐng)域，超導(dǎo)體具有稱為邁斯納效應(yīng)的完全抗磁性，即當(dāng)把超導(dǎo)體放進(jìn)磁場(chǎng)中時(shí)，在超導(dǎo)體表面會(huì)形成感應(yīng)電流，該電流所激發(fā)的磁場(chǎng)和外磁場(chǎng)等值且完全反向，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)懸浮。
因此，邁斯納效應(yīng)和零電阻現(xiàn)象是實(shí)驗(yàn)上判定一個(gè)材料是否為超導(dǎo)體的兩大要素。
所以，超導(dǎo)一旦能在室溫下產(chǎn)生，則同樣會(huì)顛覆依靠強(qiáng)磁場(chǎng)的醫(yī)學(xué)影像、量子加速、磁懸浮等等領(lǐng)域。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，室溫超導(dǎo)體能實(shí)現(xiàn)，則約等于新一輪工業(yè)革命實(shí)現(xiàn)。科技升維帶來(lái)社會(huì)大發(fā)展、基建大躍進(jìn)。
而眼下，室溫超導(dǎo)似乎有點(diǎn)眉目。
7月22日上午，韓國(guó)量子能源研究中心公司相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布最新研究成果，稱發(fā)現(xiàn)一種命名為LK-99的銅摻雜鉛磷灰石材料擁有室溫超導(dǎo)能力。
這個(gè)轟動(dòng)科學(xué)界的新聞，讓全球研究室溫超導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)、實(shí)驗(yàn)室都第一時(shí)間展開復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)。
目前的結(jié)果是，真真假假，假假真真，有的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為L(zhǎng)K-99的結(jié)果是錯(cuò)誤的，有些從理論角度證實(shí)可行性。
而隨著時(shí)間推進(jìn)，已經(jīng)有多個(gè)團(tuán)隊(duì)部分證實(shí)LK-99的室溫超導(dǎo)現(xiàn)象，主要是邁斯納效應(yīng)。
但是依然沒有團(tuán)隊(duì)100%復(fù)現(xiàn)韓國(guó)方面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，100%證實(shí)LK-99是超導(dǎo)體。
在科技界，有一種技術(shù)奇點(diǎn)的理論，即技術(shù)發(fā)展總是在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生極大的接近于無(wú)限的進(jìn)步，在極短的時(shí)間里徹底改變?nèi)祟愂澜绲臓顟B(tài)。
比如蒸汽機(jī)的發(fā)明，比如電的使用，比如集成電路的發(fā)明，比如電話的發(fā)明。
而LK-99會(huì)不會(huì)成為下一個(gè)人類社會(huì)技術(shù)奇點(diǎn)的導(dǎo)火索，只能再讓子彈飛一會(huì)兒了。
編輯：黃飛
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原文標(biāo)題：室溫超導(dǎo)，和我們有啥關(guān)系
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