f***y
发帖数: 4447 | 1 http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NDQwNDQ2Nw==&mid=400140471&idx=1&sn=bce975720f9ec4304e6b01ed51a3440d&scene=2&srcid=1027Drik8jefxDp57CBbSQG5&from=timeline&isappinstalled=0#rd
2014年7月7日，吉林大学崔田教授领导的团队给 Scientific Report 投了一篇文章，
题为压力诱导硫化氢的金属化和高临界温度超导性 (Pressure-induced metallization
of dense (H2S)2H2 with high-Tc superconductivity)， 计算预测在200 GPa高压下
，硫化氢的超导临界温度在191K 至 204K 之间。这个文章 2014年11月10日在线发表。
2014年12月1日，德国马普所的Drozdov, Eremets, 和Troyan在预印本网站 arxiv.org
贴了一篇文章，题为高压下190K的传统超导体 （ Convetional superconductivity at
190K at high pressure), 报道其在硫化氢超导性的实验研究，证实了中国物理学家
的理论预测。
这立刻在科学界引起旋风般的反应，有人兴奋赞美、有人怀疑观望，当然更多的人是一
窝蜂扎进去跟风。物理学界重现80年代中期高温超导和前几年铁基超导的研究热度。
2015年8月17日，马普所这个文章在 Nature 在线发表，转变温度提高至203K。这个温
度比之前的记录，氧化物高温超导体高压下的164K，提高了将近40K！ 然而这还不是最
让人意外的。真正让人震惊的是，硫化氢属于传统超导体的范畴，而在此之前，传统超
导体的转变温度最高纪录，只有40K！整整提升了163K！
在超导这个可歌可泣的领域，一共产生了8个诺贝尔奖。有人闻到下一个诺奖的气息了
么？会不会有中国人的身影？
为什么物理学家会如此的兴奋？ 请让我们走进超导体的前世今生。
早期研究
1908年， Onnes 成功制备液氦，并在液氦温度下研究物质热力学和电学性质。1911年
，他发现水银电阻在4.2K以下降为0，并将此特性命名为超导性，从此开辟一个领域，
引领潮流100年。1913年，他因此荣获诺贝尔物理学奖。这是超导领域诸多诺奖的第一
个。
此后的进展及其缓慢，经过大约半个多世纪的时间，元素超导体的临界转变温度还定格
在10K左右，而化合物超导体的临界转变温度也不超过30K。为什么超导临界转变温度如
此之低？
1957年，Bardeen, Copper 和 Schrieffer 提出著名的 BCS 理论，即具有相反自旋和
动量的电子对通过与晶格振动声子的交换作用，互相吸引，形成 Cooper 对。而这个
Cooper对可以在晶格中无阻碍传输，是超导的机制。临界温度的存在，则是因为较高温
度下更强的晶格振动对Cooper对造成破坏。
BCS理论的提出，受到另一个工作的启发。1938年，Kapitsa 发现液氦的超流性，即不
具有粘性。这是因为整数自旋的粒子可以结合在一起，形成波色爱因斯坦凝聚，从而不
受其他干扰。Kapitsa 因此工作荣获1978年代诺贝尔物理学奖。于此相关，Lee,
Osheroff, 和 Richardson 因为发现He-3的超流性，也在1996年荣获诺贝尔物理学奖。
而波色爱因斯坦凝聚的实验，要等到1995年才在科罗拉多大学实现。 Cornell,
Ketterle, 和 Wieman 因此荣获了2001年代诺贝尔物理学奖。
电子自旋是1/2，显然无法形成波色爱因斯坦凝聚。但是组成Cooper对之后，自旋变为
零，就可以产生波爱凝聚了。这是传统超导体的奥秘所在。BCS理论解释了超导现象，
Bardeen, Copper 和Schrieffer三个人1972年荣获诺贝尔物理学奖。
这一领域获奖的当然还有大名鼎鼎的 Landau，1962年因其相变理论，特别是在液氦超
流性的应用，荣获诺贝尔物理学奖。以及 Ginsburg, 2003 年与 Abrikosov 和
Leggett 因在超导和超流领域的理论研究共同获奖。传统超导体获奖的工作还有超导隧
穿效应， 1973年获奖。这真是一个英雄辈出的领域！
其他进展
传统超导体虽然成就了一大批理论物理学家，实验上的进展却极其缓慢，很多年来，其
临界转变温度被定格在23K。
直到1980年代初，Bednorz 和 Muller 开始在氧化物中寻找超导体，最终在1986年成功
合成钙钛矿结构的LBCO，临界转变温度高达35K。这立刻掀起了全球范围的热潮，包括
华人物理学家朱经武和中科院物理所赵忠贤在内的团队，很快将高温超导的临界转变温
度提升到100K以上。 Bednorz 和 Muller 因此在一年之后，就获得了1987年的诺贝尔
物理学奖。
钙钛矿真是一个神奇的结构！知社本周将报道中国学者在这方面的突破性进展，接近产
业化的世界纪录指标，敬请关注，这里不做更多陈述。 但是这个钙钛矿的氧化物高温
超导体，无法被BCS理论所解释，目前也没有人知道其微观机理。
此外就是2008年日本人发现的铁基超导体，中国物理学家迅速跟进，做出了突出贡献。
这个领域既获得了国家自然科学一等奖，也炒出了院士评选的罗生门，让人唏嘘不已。
传统超导体的硫化氢
最后还是回到硫化氢。在BCS 理论框架下的传统超导体，有三大鲜明的特征：
存在临界转变温度，在这个温度以上 Cooper对分解，超导性消失；
超导体内部排斥磁场，且存在临界磁场强度，在此磁场强度以上超导性消失；
同位素改变晶格振动，进而影响临界转变温度。
因此，要验证传统超导体，需要这三方面的实验证据。很长一段时间，超导体的临界转
变温度提升很慢，停留在二三十K。Cohen 和 Anderson 提出如果电子对与晶格相互作
用过强，会破坏晶格。因此，他们估算临界转变温度极限为30K左右。但 Ginzburg 对
此深表怀疑，认为不存在这样的理论极限。他与 Ashcroft 提出金属氢的离子振动足够
强，可以承受与电子的强耦合，因而具有高的临界转变温度。由于氢金属化非常难，人
们将注意力转向氢化物。而中国的物理学家，更是对此做了准确的计算。
让我们看看三方面的关键证据。首先是临界温度的存在，并受压力的影响：
http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/u1gjmSzVHvOicZ9icvsYqeaMwYFZ8qDAVAdsItZ7tAWgKILtyUZR8ia3Nw4hSCUvUghvONI6uB7HmQwaY4E5158tA/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1
再看看同位素对临界转变温度的影响：
http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/u1gjmSzVHvOicZ9icvsYqeaMwYFZ8qDAVAUkW3aI7iaoVM7sgoeMmwmZvXFXhTVl0ib8xibk02wGMDbVVUop92ooTtg/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1
最后是磁场对临界温度的影响：
http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/u1gjmSzVHvOicZ9icvsYqeaMwYFZ8qDAVAdASJyou7a2AyjAoHeK64CHQKaUvNvs7ib7MlhVlibI0cDb6bF0w3PibKQ/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1
这几组数据毫无疑议的确定了硫化氢的传统超导体的属性，而在此之前，传统超导体的
临界温度不超过40K， 一下子提高到203K！ 而且，Nature 新闻稿称， 这是第一次理
论预测的超导体在实验中被证实，而这个计算，是中国物理学家做出的。知道为什么大
家如此兴奋而惶恐么？
203K，比地球自然实现的最低温度，还要高20K！这会带来什么样的应用前景？ 对此我
们拭目以待。 |
m********5
发帖数: 17667 | 2 这算是大牛B了
metallization
org
at
【在 f***y 的大作中提到】
: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NDQwNDQ2Nw==&mid=400140471&idx=1&sn=bce975720f9ec4304e6b01ed51a3440d&scene=2&srcid=1027Drik8jefxDp57CBbSQG5&from=timeline&isappinstalled=0#rd
: 2014年7月7日，吉林大学崔田教授领导的团队给 Scientific Report 投了一篇文章，
: 题为压力诱导硫化氢的金属化和高临界温度超导性 (Pressure-induced metallization
: of dense (H2S)2H2 with high-Tc superconductivity)， 计算预测在200 GPa高压下
: ，硫化氢的超导临界温度在191K 至 204K 之间。这个文章 2014年11月10日在线发表。
: 2014年12月1日，德国马普所的Drozdov, Eremets, 和Troyan在预印本网站 arxiv.org
: 贴了一篇文章，题为高压下190K的传统超导体 （ Convetional superconductivity at
: 190K at high pressure), 报道其在硫化氢超导性的实验研究，证实了中国物理学家
: 的理论预测。
: 这立刻在科学界引起旋风般的反应，有人兴奋赞美、有人怀疑观望，当然更多的人是一
|
S*********g
发帖数: 5298 | 3 高压下，没啥特别牛的
【在 m********5 的大作中提到】
: 这算是大牛B了
:
: metallization
: org
: at
|
k*******n
发帖数: 963 | |
y****o
发帖数: 1535 | 5 原来是个屁啊
metallization
org
at
【在 f***y 的大作中提到】
: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NDQwNDQ2Nw==&mid=400140471&idx=1&sn=bce975720f9ec4304e6b01ed51a3440d&scene=2&srcid=1027Drik8jefxDp57CBbSQG5&from=timeline&isappinstalled=0#rd
: 2014年7月7日，吉林大学崔田教授领导的团队给 Scientific Report 投了一篇文章，
: 题为压力诱导硫化氢的金属化和高临界温度超导性 (Pressure-induced metallization
: of dense (H2S)2H2 with high-Tc superconductivity)， 计算预测在200 GPa高压下
: ，硫化氢的超导临界温度在191K 至 204K 之间。这个文章 2014年11月10日在线发表。
: 2014年12月1日，德国马普所的Drozdov, Eremets, 和Troyan在预印本网站 arxiv.org
: 贴了一篇文章，题为高压下190K的传统超导体 （ Convetional superconductivity at
: 190K at high pressure), 报道其在硫化氢超导性的实验研究，证实了中国物理学家
: 的理论预测。
: 这立刻在科学界引起旋风般的反应，有人兴奋赞美、有人怀疑观望，当然更多的人是一
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d*****i
发帖数: 3905 | 6 这个实验本身就跟实用无关。
高压不过是让硫化氢形成特定晶格，理论意义重大
【在 S*********g 的大作中提到】
: 高压下，没啥特别牛的
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T****t
发帖数: 11162 | |
s***e
发帖数: 7166 | 8 扑哧
【在 T****t 的大作中提到】
: 看来离常温超导体只差一步了
|
f******t
发帖数: 19544 | |
D**s
发帖数: 6361 | 10 赞
[在 foofy (不才) 的大作中提到：]
:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NDQwNDQ2Nw==&mid=400140471&idx=1&sn=bce975720f9ec4304e6b01ed51a3440d&scene=2&srcid=1027Drik8jefxDp57CBbSQG5&from=timeline&isappinstalled=0#rd
:题为压力诱导硫化氢的金属化和高临界温度超导性 (Pressure-induced
metallization of dense (H2S)2H2 with high-Tc superconductivity)， 计算预测在
200 GPa高压下，硫化氢的超导临界温度在191K 至 204K 之间。这个文章 2014年11月
10日在线发表。2014年12月1日，德国马普所的Drozdov, Eremets, 和Troyan在预印本
网站 arxiv.org 贴了一篇文章，题为高压下190K的传统超导体 （ Convetional
superconductivity at 190K at high pressure), 报道其在硫化氢超导性的实验研究
，证实了中国物理学家
:的理论预测。
:这立刻在科学界引起旋风般的反应，有人兴奋赞美、有人怀疑观望，当然更多的人是
一窝蜂扎进去跟风。物理学界重现80年代中期高温超导和前几年铁基超导的研究热度。
:度比之前的记录，氧化物高温超导体高压下的164K，提高了将近40K！ 然而这还不是
最让人意外的。真正让人震惊的是，硫化氢属于传统超导体的范畴，而在此之前，传统
超导体的转变温度最高纪录，只有40K！整整提升了163K！
:在超导这个可歌可泣的领域，一共产生了8个诺贝尔奖。有人闻到下一个诺奖的气息了
:么？会不会有中国人的身影？
:为什么物理学家会如此的兴奋？ 请让我们走进超导体的前世今生。
:早期研究
:，他发现水银电阻在4.2K以下降为0，并将此特性命名为超导性，从此开辟一个领域，
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l******r
发帖数: 18699 | 11 这个idea我在读高中时就有了。可惜后来没能继续做下去。否则早拿炸药奖了。
metallization
org
at
【在 f***y 的大作中提到】
: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NDQwNDQ2Nw==&mid=400140471&idx=1&sn=bce975720f9ec4304e6b01ed51a3440d&scene=2&srcid=1027Drik8jefxDp57CBbSQG5&from=timeline&isappinstalled=0#rd
: 2014年7月7日，吉林大学崔田教授领导的团队给 Scientific Report 投了一篇文章，
: 题为压力诱导硫化氢的金属化和高临界温度超导性 (Pressure-induced metallization
: of dense (H2S)2H2 with high-Tc superconductivity)， 计算预测在200 GPa高压下
: ，硫化氢的超导临界温度在191K 至 204K 之间。这个文章 2014年11月10日在线发表。
: 2014年12月1日，德国马普所的Drozdov, Eremets, 和Troyan在预印本网站 arxiv.org
: 贴了一篇文章，题为高压下190K的传统超导体 （ Convetional superconductivity at
: 190K at high pressure), 报道其在硫化氢超导性的实验研究，证实了中国物理学家
: 的理论预测。
: 这立刻在科学界引起旋风般的反应，有人兴奋赞美、有人怀疑观望，当然更多的人是一
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x*****q
发帖数: 2336 | 12 尼玛，膜拜
【在 l******r 的大作中提到】
: 这个idea我在读高中时就有了。可惜后来没能继续做下去。否则早拿炸药奖了。
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t*********k
发帖数: 213 | |
s*x
发帖数: 8041 | 14 需要的压力太高，200GP啊，将近200万个大气压 |
C*****l
发帖数: 3211 | 15 膜拜一车。
【在 l******r 的大作中提到】
: 这个idea我在读高中时就有了。可惜后来没能继续做下去。否则早拿炸药奖了。
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c****g
发帖数: 37081 | |
