室温超导一旦实现，北京到上海只需1.5小时，核磁共振小到进诊所

6月27日晚，在中国科学院物理研究所的一间实验室内, 研究员靳常青对着《开讲啦》节目的镜头说, 他手里拿着一块钇钡铜氧超导体, 在液氮冷却至零下196℃后, 这块材料稳稳悬浮在永磁轨道上, 甚至轨道翻转向下, 它仍然挂在下方不掉落, 还提到若室温超导真的达成, 北京到上海的地面通勤只需1.5小时, 核磁共振设备能够小到可放进乡村诊所。现场观众对着这一幕发出惊呼, 室温超导这样一个曾经被当作科幻的概念, 正凭借切实存在的实验朝着现实不断靠近。

超导百年：从极寒到常温的艰难跳跃

自1911年荷兰物理学家昂内斯首次发现超导现象起, 人类对超导的追求已历经一个多世纪。绝大多数材料唯有在极低温度时才会进入超导态, 像液氦冷却到零下269℃, 成本极高, 限制了大规模应用。靳常青在节目里解释, 超导有两个核心特征: “ 零电阻”能让电流毫无损耗地通过, 不发热；“完全抗磁性”可使磁场被彻底排斥, 材料能被磁铁悬浮。拿钇钡铜氧高温超导体来说, 它当下是在液氮温区（零下196℃）开展工作的, 已然比早期的超导体要“温暖”不少了, 然而距离室温依旧存在着极大的差距。

值得留意的是，此项技术的阻碍不光在于温度, 还在于高压。诸多具备潜力的超导材料, 像氢化物, 得在百万个大气压这般极端的压力状况下才能够呈现出超导特性。靳常青向小编着重表明: “宇宙里绝大多数实体物质内部处于高压情形, 从地表1个大气压直至地心360万个大气压, 压力能够将‘不可能’转变为可能。”。

高压实验：水在常温下也能瞬间结冰

是在节目里头, 靳常青展示了一个会颠覆常规认知的实验, 在室温大概20℃这样的环境当中, 针对普通液态水施加差不多1万个大气压, 水中居然就“长”出了一块半透明的冰晶, 接着随着压力增大, 在显微镜下面冰晶渐渐扩大, 展现出十分完美的晶型, 他还进行了解释, 水是少数固态比液态轻的物质, 在常压之下冰会浮在水面上, 进而保护了地球生命, 然而在高压情况下形成的“热冰”, 其结构、形态以及密度跟常压冰是完全不一样的。

这个实验将高压作为物理手段的独特价值给揭示出来了。靳常青表明, 当前实验室里压出金属氢所需要的压力, 也就是约500万个大气压, 在技术方面依旧存在差距, 不过科学家们已经在加快进行攻关了。一旦实现突破, 金属氢不仅仅是室温超导的候选材料，更会成为人类已知化学能里能量密度的极限, 再往上就属于核能了。

金属氢：一颗棋子撬动两大颠覆性技术

最早提出金属氢概念的是诺贝尔奖得主尤金·维格纳, 时间为20世纪30年代。在2003年, 另一位诺贝尔奖得主维塔利·金茨堡教授于演讲里把“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, 这三大问题与“可控核聚变”和“室温超导”并列。靳常青在采访中直接表明: “攻克金属氢, 有可能一下子撬动两项颠覆性技术, 这两项技术一是能让超导走入日常生活, 二是能让‘人造太阳’距离我们更近一些。”。

此刻, 各个国家的实验室都在努力尝试去靠近这一道门槛。在2026年年初的时候, 美国哈佛大学的团队汇报称在400万个大气压的情况下观测到了氢的金属化迹象, 然而还没有完全得到证实。靳常青觉得, 中国在高压物理这个领域已经处在国际的第一梯队之中, 中国科学院物理研究所的极端条件实验室拥有全球领先的压机设备, 不过距离真正达成金属氢还需要数年时间的持续投入。

室温超导落地：医疗交通信息能源四重革命

当室温超导最终达成实现之时, 它会怎样去改变我们的生活呢? 靳常青于节目里列举出了四个领域所遭受的直接冲击, 医疗领域方面, 当下的核磁共振设备不得不依靠液氦进行冷却, 其成本极为高昂, 一台设备的售价高达数千万元, 并且仅仅能够部署在三甲医院, 而室温超导会促使设备实现小型化, 还会大幅度降低价格, 如此一来核磁共振就能够进入到社区以及乡村诊所；交通领域方面, 超导磁悬浮能够突破高铁600公里每小时的上限, 能够把从北京到上海的地面通勤时间压缩至1.5小时左右；信息领域方面, 芯片零发热能够彻底突破现有的算力天花板。能源相关领域之内, 超导输电的情况是不存在损耗现象的, 其载流量比普通电缆的载流量起码要多出10倍, 如此一来电网效率将会达成质的方面的飞跃。

引人深思的是, 靳常青把超导比喻成“无形的轮子”。他在节目里这般讲道, “就如同轮子使人类从步行变为乘车一样, 超导会让电以及磁的利用形式彻底发生改变。”。

距离现实还有多远：从实验室到产线的最长一公里

尽管前景有着吸引人之处, 然而室温超导从实验室迈向量产仍旧面临着漫长的路途, 当前, 所有室温超导候选材料都得在极端压力的状况下才能够达成, 可是高压设备体积大且成本高, 完全没办法实现民用化, 靳常青坦白表示: “我们现在所开展的工作, 是证实‘这个东西是存在的’, 接下来的步骤才是寻觅到能够在常压条件下工作的材料。”在2023年的时候, 韩国团队曾经宣称发现了LK-99常温超导体, 不过随后被全球多个实验室证明是假的, 由此可见这一领域的竞争以及风险也同样是激烈的。

以全球研发的格局视角来看, 中国、美国以及日本处在了第一梯次范围, 中国于高温超导这个领域已然达成了部类产业化情况, 像上海的超导电缆示范工程已平稳运行超越了1800天, 然而室温超导依旧处于基础研究的所在阶段。靳常青做出预测, 要是在常压室温超导材料方面获取到突破进展, 预估还需要10至20年才能够迈入工程验证阶段。

京沪通勤1.5小时能否成为日常

在节目快要结束之前, 靳常青朝着悬浮轨道上面的超导体指了一下, 说道: “说不定过不了多长时间, 这些处于实验室里的‘小方块’就会演变成我们身边的平常事物。” 就在那个时候, 台下有一位来自上海的大学生举起手提出问题: “要是京沪之间的通勤真的仅仅需要1.5个小时, 那么房价会不会随之发生变化呢? ” 整个场地都笑了, 靳常青并没有直接去回应, 仅仅是对着那块悬浮着的方块指了指。

倘若你在一觉苏醒之际发觉室温超导已然实现量产了, 那你最打算借助它去做些什么呢? 欢迎于评论区之中分享你的奇思妙想并加以点赞、转发, 好使更多的人能目睹这场即将来临的革命。

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