若实现室温超导《阿凡达》世界将成真

“物理学和材料科学之间的互动与合作，对于未来科学的进步至关重要。”在2024世界顶尖科学家论坛开幕式主旨演讲环节，2023年国家最高科学技术奖得主、中国科学院院士、南方科技大学校长薛其坤分享道。

和前不久在山东大学首届全球校友大会上表现得幽默风趣一样，薛其坤在顶科论坛上也是妙语连珠。他从温度话题切入，与其所研究的室温超导材料息息相关。“液氮的沸点是-196℃，相较室温已经很低了。而液氮4的沸点为-269℃，液氮3的沸点则为-273.85℃。”他介绍，1升普通液氮和一瓶水的价格相差无几，但1升液氮4的价格要50美元，1升液氮3更是高达4000美元。他调侃道，如果你的实验需要用到液氮3，那么实验室的经费必须非常充足。

温度在物质状态转变中起着关键作用。对凝聚态物理学家来说，寻找在室温状态下实现超导，是近百年来关注的重要科学研究方向。从1911年超导在接近绝对零度的低温环境下被首次描述至今，科学家在成千上万种材料上尝试开发，希望找到合适的材料，提高实现超导的环境温度，从而将这项可为能源、信息、运输等领域带来巨大商业价值的技术应用于实际。

“我们看到了室温超导实现的信心，也许有一天真的能够带来《阿凡达》里的物理世界。”他认为，室温超导体一旦被发现，将引发一场技术革命，从高速磁悬浮列车到建筑物的迁移都将成为可能。要实现这一愿景，不仅需要持续深入的基础科学研究，还需要跨学科的合作与创新。正如薛教授所说：“我们每天都在对元素周期表绞尽脑汁地进行研究。”

他还分享了在量子霍尔效应领域的研究成果。量子霍尔效应是一种仅存在于强磁场中的现象，薛其坤教授团队通过研究拓扑绝缘体，在无需外部磁场的情况下实现了量子反常霍尔效应，“使用铝基的异质结构，通过氧化铝及其他材料，形成‘三明治夹层’结构来实现基于超导的量子计算，最后可以实现量子计算。” 本报记者 易蓉