超导体是许多量子计算机、粒子加速器和聚变反应堆的设计所依赖的秘密调料。但是大多数超导体需要保持在超冷的温度下，这一缺点严重限制了它们的使用。
现在，研究人员第一次创造了一种在接近室温下充当超导体的材料。不幸的是，这里还有一个陷阱。
超导体的名字很贴切;它们是零电阻导电的材料，这意味着电流可以在不损失任何能量的情况下通过材料。由于一种叫做迈斯纳效应的现象，它们也会排出磁场。
如果外部磁场足够弱，它就不能穿透材料，但更强的磁场与超导体的相互作用有两种方式之一，这取决于超导体的种类。
如果施加的磁场足够强，i型材料就会脱离超导状态，但ii型超导体允许施加的磁场通过它们，同时仍然保持0电阻。
ii型材料是使超强电磁铁成为可能的材料，比如那种引导粒子通过大型强子对撞机27公里环路的材料。
普通磁体无法引导粒子绕紧弯，所以如果没有超导磁体，对撞机必须要长90公里才能达到相同的能量水平。
只有当超导体冷却到临界温度以下时，所有这些惊人的潜力才能释放出来。对于大型强子对撞机的主磁体来说，温度是-271摄氏度，几乎比绝对零度高2度。
像IBM制造的这台量子计算机必须将其少量量子比特保持在更低的温度，只有0.015开尔文。极端的温度带来了极端的问题。
当大型强子对撞机在2018年开始计划多年的升级时，将机器提升到室温。拥有数百万物理量子比特的有用量子计算机目前是我们无法实现的，因为还没有人提出一种切实可行的方法来扩大冷却。
由于所有这些原因，室温超导体被认为是凝聚态物理学的圣杯。我们的温度计已经缓慢上升了一段时间。
1911年发现的第一个超导体是冷却到4.2开尔文的水银线。到20世纪80年代，科学家们已经发现了临界温度为30开尔文的材料，到90年代中期，他们已经将其提高到舒适的164开氏度，或大约零下109摄氏度。
直到2015年，人们才证明了1968年的一个想法，即如果在足够的压力下，氢可以在室温以上作为超导体。为了预压缩氢，研究人员将其与硫结合，然后将分子挤压在两颗钻石的尖端之间，以达到155吉帕斯卡的压力，这是你我现在所经历的大气压力的100多万倍。材料仍然必须保持在203开尔文，但我们正在变暖。
最后，今年的一项实验提高了温度和压力。研究人员从虎钳的钻石之间的碳和硫的混合物开始。接下来，他们用管道注入氢气、硫化氢和甲烷。
当这些成分被激光击中时，它们就会发生反应，形成透明的晶体。然后他们加大了压力。在148千帕斯卡的温度下，晶体在147开尔文的温度下成为超导体。研究人员将压力进一步提高到267吉帕斯卡，并发现这种材料在287开尔文时具有超导体的特性。
哎呀，在这一点上，我们可以切换回摄氏度，那几乎是14度!室温下!嗯，更像是一个非常寒冷的房间。但这仍然是不可思议的进步。
仅仅因为我们在实验室里制造了这些材料，并不意味着它们现在就有用。还记得80年代和90年代开发的超导体吗?与大型强子对撞机相比，它们在相对较高的温度下工作，但加速器并不使用它们。这是因为所谓的“高温”超导体很难以可用的数量制造。
麻省理工学院(MIT)最近提出的一项关于核聚变反应堆的建议可能是该领域的一个巨大突破，它之所以成为可能，是因为这些材料刚刚开始大规模使用。在目前的状态下，研究人员在他们的金刚石虎钳中制造的超导晶体并没有真正的实际应用。
研究人员的最终目标是创造一种即使在压力释放时也能保持其特性的材料，他们还不太确定如何实现这一目标。当一种可用的室温超导体最终成为现实时，它将改变游戏规则，可能会对我们的日常生活产生巨大影响，但在那之前，我不会接近一种没有很多层的超导体。
要了解更多关于为什么高温超导体可能使核聚变成为可能，请查看一篇文章麻省理工学院提出的SPARC反应堆．
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