室温超导理论依据可能来源于中国的自由学者

百余年来，科学家们一直在探索超导的理论极限，据统计，通过超导研究直接获得诺贝尔奖的科学家已有 10 位，其重要性由此可见一斑。

最近 5 年，室温超导作为终极冲刺目标，世界各国科研团队在实验室中展开了超级竞赛，其中一个团队终于刷新纪录。

2020年10月15日，《自然》杂志以封面报道形式刊登了这项成果，新发现被誉为“第一个室温超导体”，论文通讯作者为美国罗切斯特大学工程与应用科学学院的助理教授兰加 o 迪亚斯（Ranga Dias），他们报告了一种含有氢、硫和碳的化合物，可在高达 287.7±1.2K（约 15°C）的临界温度下实现室温超导性。

图｜室温超导材料的概念图（来源：Nature）

关于这项 “首次实现室温超导” 的研究，作者迪亚斯在接受采访时表示：“这是一份改变游戏规则的论文，在某种程度上奠定了新基调。”

但为了制造这种超导体，科学家们不得不将两颗钻石对顶砧间的物质挤压到每平方英寸近 4000 万磅的压力，将碳和硫按一比一的比例混合，把混合物碾成小颗粒，然后在注入氢元素的同时将这些小球挤压在两颗钻石对顶砧之间，激光照射在化合物上几个小时，以打破硫原子之间的键，从而改变该物质样品的化学性质和电子特性，由此产生了一种微小晶体，直径约为 30 万分之一米，虽然在低压下极不稳定，但它是超导的。

这种化合物起超导作用的研究条件极其苛刻，科学家们甚至不清楚他们到底合成了什么化合物。正如纽约州立大学布法罗分校的伊娃·茹雷克所说，“现在还需要进行更多的理论研究，用各种化合物模型来匹配这种材料，从而弄清楚它到底是什么。”

实际上，虽然纽约罗切斯特大学兰加·迪亚斯团队的实验首次实现了室温超导体，但他们仍未找到理论依据。

图｜罗切斯特大学 Ranga Dias 实验室展示了用于制造室温超导体的设备，包括钻石砧盒（蓝盒）和激光阵列（来源：University of Rochester）

针对这项超导研究最新进展，中国自由学者刘敦钰在《中国高新科技》杂志2021年第02期，发表了题为《“简并氢可能存在并具有超导电性”及室温超导体的实验研究》的论文。

文章介绍了刘敦钰在其2004年所著的《寻找自然的终极解释》一书中，提出的一种全新的超导理论——“简并相超导理论”及其超导微观物理机制。根据这一理论和机制，刘敦钰提出了“简并氢可能存在并具有超导电性”的预言，以及“对金属氢施加超高压”的实验建议与应用简并超导技术合成室温超导材料的方法。

现将刘敦钰提出的实验建议与罗切斯特大学兰加·迪亚斯团队进行的实验进行对比之后，大家可以发现大体内容基本相符：

（1）17年前刘敦钰只能从理论上建议对金属氢施加超高压，还不能给出具体的施加压力的数据，而在上述罗切斯特大学兰加·迪亚斯团队的实验施加的压力约为地心压力的70%，这的确是超高压。这一点正符合刘敦钰实验建议的第一个要素——超高压。

（2）刘敦钰提出的实验建议选用被施压的材料是金属氢，而在上述罗切斯特大学兰加·迪亚斯团队的实验选用的材料是金属般的固体氢，实验中他们给氢加入碳和硫，目的是能降低制造难度。这一点也基本符合刘敦钰实验建议的第二个要素——金属氢。

罗切斯特大学兰加·迪亚斯团队的实验发现在温度约为15℃室温状态下测出超导现象。而刘敦钰根据其提出的简并相超导理论和应用简并态超导技术合成室温超导材料的方法，推断合成正离子晶体（或合金晶体）室温超导材料成为可能。

由此可见，纽约罗切斯特大学的兰加·迪亚斯团队的实验可以直接证实了刘敦钰在17年前（2004年）提出的“简并氢可能存在并具有超导电性”的预言成立，同时也可以直接证明“简并相超导理论”符合客观性。

根据刘敦钰上述论文的论述，简并相超导理论可以给出这个实验予合理而科学的解释，故此，简并相超导理论或为兰加·迪亚斯团队的实验提供了理论依据。

图｜本次室温超导实验的技术原理（来源：Nature）

中国在室温超导领域的理论研究，非但不落后于西方，反而在很早以前就已经领先于世界。以“简并相超导理论”为基础，如果更先进的室温超导材料得以实现，其对各行业的颠覆性十分值得期待。

比如，医院的核磁共振成像设备，在强磁场下可以实现对大脑中单个神经元级别的超高分辨率；实现无能量损耗的超导输电和储能系统；发展能量更高的高能粒子加速器；在移动通讯领域用性能更好的滤波器；促进太赫兹侦测技术发展；研发新一代的超导量子计算机；超导电磁流体推进能把电能直接转换成流体动能，以喷射推进取代传统螺旋桨推进动力的新技术船舶得以实现；人们出行能甚至可能乘坐达到 600 公里以上时速的超导磁悬浮列车……