德国发现室温超导全新途径：激光照射！会改写未来吗？

德国马克斯·普朗克研究所近日发现，激光诱导会形成超导现象，甚至可能扩展到室温条件下，这一成果已发表在7月10日《自然》杂志上。

超导是一种在特定条件下材料电阻为零的现象。这意味着电流可以在其中无损耗地流动，并具有排斥外部磁场的迈斯纳效应。这些特性让超导体可以在很多领域发挥作用，如无损耗输电、强磁场设备等。

但目前超导现象都是在极低的温度下发生，需要将材料冷却到绝对零度附近，即使所谓的"高温"超导体，也需要在零下200度左右的液氮温度下才能工作，这种苛刻的温度条件让超导体的广泛应用变得困难重重。

马普所的研究团队发现，通过使用激光脉冲照射某些材料，可以在比传统方法高得多的温度下诱导出超导特性。这种被称为"光诱导超导"的现象为扩展超导体的工作温度范围提供了新的可能性。

研究团队利用钇钡铜氧化物（YBa2Cu3O6.48）进行了实验。钇钡铜氧属于所谓的高温超导体，但也需要冷却到零下200度附近。但当研究人员用中红外激光脉冲照射这种材料时，神奇的一幕发生了，他们观察到了两个关键的超导特征:

近乎零的电阻，以及排斥外部磁场的能力。

最令人兴奋的是，他们是在远高于材料正常超导转变温度下发现的！

为了证实这种瞬时发生的超导现象，研究人员开发了一种新颖的实验方法，利用一个"旁观者晶体"来测量样品周围的磁场变化，并利用飞秒激光脉冲进行探测，从而以前所未有的精度和时间分辨率捕捉到了磁场的变化。

另外两个令人兴奋的发现是，钇钡铜氧光致超导的迈斯纳效应，和冷却到零下200度的超导强度一致，然后就是超导现象虽然发生在皮秒（万亿分之一秒）尺度下，但并不会完全消失，而是存在局部的波动。

马普所的研究还处于基础阶段，但已经为未来的超导研究和应用开辟了新的道路。研究人员认为，通过进一步优化激光脉冲的特性，他们有可能在更接近室温的条件下实现超导，这意味着未来可能导致全新类型的高速电子设备的诞生，以及超导体在更广泛领域的应用。

参考：Magnetic field expulsion in optically driven YBa2Cu3O6.48, 2024-07-10, Nature。DOI: 10.1038/s41586-024-07635-2