今天小編分享的科技經驗：新研究揭示超導溫度上限：室溫超導理論可行，歡迎閱讀。
IT 之家 3 月 9 日消息，超導材料是一種具有劃時代意義的材料，其應用範圍廣泛，涵蓋醫療保健、能源傳輸以及量子計算等多個領網域。然而，超導材料存在一個顯著的局限性 —— 它們只能在極低溫度下工作，接近絕對零度，這一限制使得超導材料的潛力無法得到充分發揮。為解決這一難題，科學家們一直在努力開發室溫超導材料，但始終存在一個關鍵問題：超導性是否存在一個上限溫度？
這個問題的答案對于确定超導體是否真的能在室溫下存在至關重要。例如，如果存在一個低于室溫的理論上限溫度，那麼實現室溫超導體從根本上來說是不可能的。近日，倫敦瑪麗女王大學的一支研究團隊終于找到了答案。在他們的最新研究中，揭示了影響超導溫度上限的因素以及适合超導性的最高溫度範圍。
研究作者們闡明了基本物理常數在其中的作用，如電子質量、普朗克常數（h）、電子電荷以及精細結構常數（α）。這些常數 " 決定了從原子穩定性到恒星形成以及對生命至關重要的碳和其他元素的合成 " 等諸多現象。例如，在任何固體中，原子由于熱能會圍繞固定位置振動。這些振動的速度取決于兩個關鍵因素：鍵強度和原子質量，而這兩個因素又由量子力學和電磁學決定，而量子力學和電磁學則受到基本常數的制約。
通過對這些常數如何影響原子相互作用的分析，研究作者們發現，這些常數對固體材料中原子振動的速度設定了嚴格的上限。這意味着材料中原子的集體振動 —— 即聲子的頻率存在一個最大可能值。在許多超導材料中，聲子在電子配對（庫珀對）過程中起着至關重要的作用，從而實現超導性。聲子的頻率影響這種配對的強度，進而決定了超導性能夠發生的最高溫度（TC）。
由于基本常數對聲子頻率設定了上限，它們也對超導材料中 TC 的上限施加了理論限制。研究作者指出：" 超導溫度 TC 的上限與自然的基本常數 —— 電子質量、電子電荷以及普朗克常數 —— 内在相關。"
利用這些基本常數，研究作者們确定超導性可以在 100 開爾文到 1000 開爾文的溫度範圍内存在，這一 TC 的上限範圍包括了标準室溫值，即 293 K 到 298 K（20 到 25 攝氏度）。
" 鑑于我們宇宙的常數，室溫超導在理論上是可能的，這一事實令人鼓舞。它激勵我們繼續探索、實驗，并突破可能的邊界。" 研究人員表示。他們聲稱，他們的研究結果已經得到了另一項獨立研究工作的驗證。
IT 之家注意到，該研究發表在《物理學雜志：凝聚态物理》上。
