高溫超導體

在七十年裡，超導似乎永遠被鎖在極寒之中，離不開液氦，離不開只有液氦才能達到的那區區幾開爾文。然後在1986年，兩位研究者發現了一種脆而層疊的陶瓷——一種化學上更像陶器、而不像金屬的材料——它在一個高得驚人的溫度下超導了。不到一年，相關的化合物就越過了廉價液氮便能維持其低溫的那條線，整個領域為之沸騰。

高溫超導體主要是叫做銅氧化物（cuprate）的銅氧化合物，由一層層銅原子和氧原子的平面堆疊而成；一些鐵基和富氫的材料也算在內。它們的臨界溫度遠超90開爾文，比任何普通金屬都高得多。關鍵在於，它們的超導似乎並不是靠簡單BCS方式中點陣振動那種膠水黏起來的；這些材料的母體其實是被強烈電子排斥所驅動的絕緣體，只有在被仔細摻雜之後，超導才會出現。

它之所以重要，是因為能在液氮溫度下工作，讓超導電纜、故障限流器和強磁體變得實用得多、也便宜得多。誠實而令人謙卑的警告是：經過數十年的全力攻關，至今仍沒有人完全弄清銅氧化物為何會超導——其配對機制仍是未解之謎。它們還是陶瓷：又脆，難以拉成導線，而層狀結構又讓電流的大小強烈依賴於方向。