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如果未来从北京到上海的京沪仅需地面通勤时间缩短至1.5小时，核磁共振设备能缩小至放入乡村诊所，通勤计算机芯片彻底摆脱发热困扰……这些听起来如同科幻电影的小时现情节，正指向同一个核心关键词——室温超导。望实 在最新一期《开讲啦》节目中，京沪仅需中国科学院物理研究所研究员靳常青通过一系列直观且震撼的通勤实验，揭示了室温超导一旦实现，小时现将如何重塑我们的望实生活方式。 超导究竟有多神奇？京沪仅需自1911年超导现象被发现以来，科学家们历经百年探索，通勤发现绝大多数材料必须在极低温环境下才能展现超导特性。小时现 靳常青用通俗的望实语言解释了超导的两个“反常”特性：
以钇钡铜氧高温超导体为例，当使用液氮将其冷却至约-196℃后，置于永磁轨道上，它会稳稳悬浮。即使将轨道完全翻转，超导体依然悬挂在轨道下方，既不掉落也不触碰轨道，仿佛被无形的力量“钉”住。 靳常青解释道，在第2类超导体内部，超导态与正常态共存。当这类材料置于磁场中，超导体内部正常区域的磁通线如同“钉子”一般，将超导体与磁铁牢牢锁定。 水在常温下也能变冰？高压“压”出个新世界许多超导材料的制备涉及极端条件——高压技术。 在常识中，水在0℃以下才会结冰。然而，实验颠覆了这一认知：在室温约20℃的环境下，对普通液态水施加约1万个大气压，水中竟“长”出一块半透明的冰晶。随着压力增大，显微镜下可见冰晶逐渐扩大，呈现出完美的晶型。 这一现象源于水的特殊性质：绝大多数物质固态比液态重，但水例外。常压下冰浮于水面，这一“反常”特性保护了地球生命；若冰比水重，冬季海洋将彻底封冻，生命进化或将从源头被掐断。而高压下形成的“热冰”，在结构、形态及密度上，与自然界的常压冷冰截然不同。 靳常青指出，高压是探索宇宙物质状态的关键手段。从地表1个大气压，到地心360万个大气压，再到中子星内部的极端压力，高压能将我们认为的“不可能”变为“可能”。 “氢”也有金属态？金属氢撬动两项颠覆性技术氢通常以气体或水的形态存在，但在极端超高压下，它会被压缩成固体，进而蝶变为具有导电性的金属，甚至成为室温超导的候选材料。 这种物质被称为“金属氢”，由诺贝尔奖得主尤金·维格纳于20世纪30年代首次提出。尽管目前实验室技术在压力数值上仍有差距，但科学界坚信，一旦跨越这道门槛，金属氢必将问世。 金属氢的应用前景极具颠覆性：
2003年，诺贝尔奖得主维塔利·金茨堡教授将“金属氢”列为21世纪上半叶物理学最重要的三大科学问题之一，与“可控核聚变”和“室温超导”并列。攻克金属氢，意味着可能一举撬动这两项颠覆性技术，让超导走进日常生活，也让“人造太阳”更近一步。 室温超导若实现，生活会变成什么样？
超导的出现，就像为世界安装了一个“无形的轮子”。也许用不了多久，实验室里的这些“小方块”就会变成我们身边的日常。到那时，京沪通勤仅1.5小时，或许不过是个寻常的早晨。 【编辑:叶攀】 |