如果德國馬普化學研究所的葉列米特（Mikhail Eremets）12月初提前在預印本網站上披露的論文最終經過同行評議，人類就有了新的高溫超導紀錄：零下23攝氏度。

這個溫度的微妙之處，在於它其實比此時此刻的北極還要暖。在此基礎上，科學家可以進一步追逐超導界的終極夢想：高於零度的室溫超導。

值得一提的是，葉列米特重新整理的是他自己的紀錄。2015年，葉列米特團隊在《自然》雜誌上報告了硫化氫的驚人表現：在約 150 萬個標準大氣壓下冷卻至零下70攝氏度，硫化氫表現出了超導性。

這次，葉列米特使用的是170萬個標準大氣壓下的LaH10 （氫化鑭）。

驚人的不僅是遠超其他材料的溫度，而是材料本身：氫化物其實是一種傳統的超導體材料，可以被現有理論解釋。

在很長時間內，神秘的非常規高溫超導體吸引了更多的注意力。葉列米特利用氫化物再下一城，必然會再次掀起理論和實驗的波瀾。施加更高的壓強，氫化物可以實現室溫超導嗎？

突破“麥克米蘭極限”

儘管超導在核磁共振、磁懸浮列車、磁約束核聚變和高速計算機方面有著豐富的應用前景，但溫度是個“卡脖子”的阻礙。可以說，人類百年超導研究歷程，就是一部與溫度較勁的歷史。

1911年，製備出液氦的荷蘭科學家翁內斯（Onnes）當溫度降到4。2K（-269℃）以下時，汞的電阻突然消失。他將此特性命名為超導性，並獲得1913年的諾貝爾物理學獎。

那麼，超導現象是如何產生的呢？通常情況下，電子在定向運動時會與金屬晶格碰撞，形成電阻。1957年，Bardeen、Copper 和 Schrieffer 提出著名的 BCS 理論，即具有相反自旋和動量的電子對互相吸引形成庫珀對，可以在晶格中無阻礙傳輸，是超導的機制。臨界溫度的存在，則是因為較高溫度下更強的晶格振動對Cooper對造成破壞。三人也因此榮獲1972年的諾貝爾物理學獎。

美國科學家麥克米蘭基於BCS理論計算，認為超導臨界溫度不太可能超過39K（-234℃），稱為“麥克米蘭極限”。這個極限溫度一度被主流學界接受。

不過，銅氧化合物超導體在上世紀80年代橫空出世，突破了“麥克米蘭極限”，超出BCS理論的解釋範圍。這代表了一類非常規的超導體，其高溫超導原理尚不能被完全理解。

值得一提的是，在這場擊敗“麥克米蘭極限”的戰役中，中國科學家曾扮演重要的角色。榮獲國家最高科學技術獎的趙忠賢院士，就是國際上最早認識到銅氧化合物超導體重要意義的少數科學家之一。他的團隊從1986年底到1987年初，在十分簡陋的實驗條件下夜以繼日工作，終於和國際上少數幾個小組幾乎同時在鑭-鋇-銅-氧體系中獲得了40K以上的高溫超導體。

在隨後的銅基超導體和鐵基超導體研究中，中國井噴式的成果也吸引了世界目光。這一度被認為是中國接近諾貝爾獎的領域。

飛躍50開爾文

2014年，葉列米特將傳統超導體硫化氫的臨界溫度提高到零下80攝氏度。2015年，他進一步把紀錄提高了10攝氏度。

物理學界當時為此掀起了一場理論討論，試圖解釋硫化氫超出預期的表現。科學家們最後達成了共識：這依然可以在BSC理論的框架內說通。氫是最輕的元素，硫化氫中的氫離子晶格可以在較高的溫度下快速震動，無阻地運送庫珀電子對。不過，氫離子晶格同時需要保持堅固的結構，不會“震散架”。

正因如此，葉列米特的實驗都是在高壓下完成的：上次的硫化氫是150 萬個標準大氣壓，這次的氫化鑭是170個標準大氣壓。這種程度的壓強，在自然界只會出現在地心深處。

“這次比上次的紀錄203開爾文飛躍了50開爾文。”葉列米特寫道，“這表明在高壓下實現室溫超導（273開爾文）真的是可能的。”

葉列米特還需要做一些工作。物理學界判定超導需要三個條件，第一是溫度降低後電阻的驟降，第二是替換同位素進行檢驗。這兩條葉列米特的實驗都滿足了。他把樣本中的氫替換為氘後，臨界溫度降到了168K。

不過，葉列米特還未能確定第三個標準：邁斯納效應，指的是超導體從一般狀態相變至超導態的過程中對磁場的排斥。由於實驗所用的樣本只有幾微米，放置在高壓金剛石砧胞中，研究人員很難進行測量。

只有獲得這第三個簽名，物理學界才能完全承認新的高溫超導紀錄。