上週韓國團隊發表「常溫常壓超導體」，引全球各國團隊重現檢驗中。7月31日美國勞倫斯柏克萊國家實驗室已模擬計算確認，認原理上可行！也引發市場點名超導體概念股。然而概念股真會漲？技術成真是否仍存在疑慮？《遠見》一文全解析。
8/1 更新：美國隸屬於能源部的勞倫斯柏克萊國家實驗室（LBNL）團隊，以超級電腦模擬計算韓國團隊作法，認為使用LK-99理論上可行，並已經於7月31日將論文上傳論文預印本網站「arXiv」（https://arxiv.org/abs/2307.16892）。不過，因為是理論上可行，仍有待其他科研團隊在實務上重現結果，方能完整驗證。
超導體是什麼？
常溫常壓超導體研究的突破之處，主要在於前面的「常溫」與「常壓」兩字，代表在一般生活中的環境中，就能夠達到超導體的狀態？
那麼，什麼是超導體（superconductor）呢？
先退一步談，國高中的物理化學課堂中，都會提到導體。導體就是電阻小、方便電流通過傳導的物體，生活中最常見的導體就是金屬，例如銀、銅、鋁等都是電阻率低、電導率高的導體。
不過，不只有金屬能導電，電解質溶液也是導體，但金屬導電不會牽涉到化學反應，電解質溶液導電實則會有化學反應。
雖然金屬的導電率高，但它的電阻率仍舊不為零，也就是說，在通電過程中，仍然會發生能量耗損。
正因導體有能量耗損，科學家們紛紛尋求減少能耗的可能方向。若是沒有能耗，將可以徹底顛覆世界。
而超導體，或者說超導現象，就是科學家的答案。
將時間點拉回20世紀初，1911年荷蘭物理學家歐那斯（Heike Onnes）團隊發現，在4.2K（約為攝氏零下269℃）的條件下，汞的電阻會突然下降至趨近於零。這個電阻為零的狀態，就被稱為「超導狀態」（superconducting state），而讓物質轉為超導體的溫度，則被「臨界溫度」。
科學家們也陸續找出其他物質的臨界溫度，至於歐那斯本人，則在1913年因此榮獲諾貝爾物理學獎。
處在超導狀態的超導體，除了電阻為零，因此能夠讓電流不會損耗地流動以外，還會呈現反磁現象，也就是排除磁場，讓磁力線無法通過，這個現象被稱為麥斯納效應（The Meissner Effect）。
在常溫超導體之前，曾發現的高溫超導體又是什麼？台灣出身科學家曾參與？
不過，儘管發現許多元素、化合物都能夠展現出超導體特性，但因為要達到的臨界溫度都太低，無法從研究落實到產業中，因此提升臨界溫度就成了重大課題。1986年，物理學家貝德諾茲（Georg Bednorz）和穆勒（Alex Muller）研究導電性時，意外發現本該是絕緣體的陶瓷材料，竟然在35K（約為攝氏零下238℃）時會出現超導狀態。
隔年（1987）台灣出身的朱經武和吳茂昆，便讓全球超導體研究再往前推：突破77K的障壁，找出臨界溫度在90K以上的材料。
朱經武與吳茂昆發現的77K障壁是什麼？為何重要？因為過往發現的超導體臨界溫度很低，需要耗費大量金錢降溫，科學家們希望找到能夠有著相對較高（relatively higher）臨界溫度材料，這樣只要使用便宜的液態氦（liquid nitrogen）就能當作冷卻劑。這也就是科學研究中，「高溫超導體」的高溫意涵，也和之前臨界溫度較低的「傳統／低溫超導體」對比。
因此，我們可以想像，如果有一天不再需要特別冷卻，在室溫下就能出現超導現象，則例如在電網的運用上，就能夠大幅改善能耗效率；前面提到的反磁現象，則讓磁浮列車提升速度。這就是為何「室溫超導體」受關注的原因。
不過，不只有溫度會影響，因為壓力會影響物質結構，在實驗室中，科學家會同時調整溫度與壓力，藉此探索物質的超導性。像上面提到的高溫超導體，實驗情境下壓力時常達到常壓的幾百倍之高，這也距離生活有著巨大的鴻溝，不在實驗室中難以達成。
常溫常壓超導體最新發展？除韓國還有哪些人研究？
在這次韓國科學家提出新發現前，最近一次的科學突破，發生在2020年與2023年。
美國羅切斯特大學（University of Rochester）教授迪雅茲（Ranga Dias）在2020年時，以一篇常溫（約15℃）、267萬個大氣壓的室溫超導體研究（room-temperature superconductors），登上頂級期刊《Nature》，雖然其實驗環境下設置了極高壓力，但能做到室溫，就足夠轟動全球。
不過，遺憾的是這篇論文去年被《Nature》宣佈撤稿（retraction），《Nature》的新聞團隊更在上週表示，迪雅茲2021年的另一篇論文也被撤稿，撤稿期刊認為論文可能有偽造資料。
無懼爭議，今年3月迪雅茲研究團隊更近一步宣布，發現「常溫、近常壓超導體」（約1萬個大氣壓），雖然近常壓的壓力還是巨大，但又是一次重大突破。
根據另一份頂級期刊《科學》報導，迪雅茲的研究還有突破，因為他申請了一份關於常壓環境下超導體的研究專利，這比起他在論文中的近常壓環境，更進一階。不過，該研究尚未得到其他團隊複製（replicate，指按照他人研究中所提的步驟，重現研究結果），因此仍受到懷疑是否為真。
事實上，這次韓國科學家提出新發現的厲害之處，和迪雅茲申請專利類似，就是不僅做到在常溫環境下，連壓力部分都從近常壓下降到常壓（ambient-pressure）。在研究團隊公布的常溫常壓超導體影片，可以清楚看到實驗材料展現出抗磁性的性質。
根據團隊發表的論文，它們利用調整過的鉛磷灰石（lead-apetite）結構，成功在400K（約127℃）與常壓下，達到超導狀態，也就是電阻為零又有抗磁性質。
目前，各國科學家都在緊鑼密鼓地嘗試複製結果。
常溫常壓超導體若成真，如何解決能源危機？台灣半導體業不再憂慮缺電？
《遠見》曾專訪鈺創科技創辦人盧超群，他曾提到若常溫超導體出現，將可以大幅改善能源消耗，對半導產業重鎮的台灣來說，將是一大福音。
