高温超导体

在七十年里，超导似乎永远被锁在极寒之中，离不开液氦，离不开只有液氦才能达到的那区区几开尔文。然后在1986年，两位研究者发现了一种脆而层叠的陶瓷——一种化学上更像陶器、而不像金属的材料——它在一个高得惊人的温度下超导了。不到一年，相关的化合物就越过了廉价液氮便能维持其低温的那条线，整个领域为之沸腾。

高温超导体主要是叫做铜氧化物（cuprate）的铜氧化合物，由一层层铜原子和氧原子的平面堆叠而成；一些铁基和富氢的材料也算在内。它们的临界温度远超90开尔文，比任何普通金属都高得多。关键在于，它们的超导似乎并不是靠简单BCS方式中点阵振动那种胶水粘起来的；这些材料的母体其实是被强烈电子排斥所驱动的绝缘体，只有在被仔细掺杂之后，超导才会出现。

它之所以重要，是因为能在液氮温度下工作，让超导电缆、故障限流器和强磁体变得实用得多、也便宜得多。诚实而令人谦卑的警告是：经过数十年的全力攻关，至今仍没有人完全弄清铜氧化物为何会超导——其配对机制仍是未解之谜。它们还是陶瓷：又脆，难以拉成导线，而层状结构又让电流的大小强烈依赖于方向。