超导

一句话

电阻不是变小，是精确地变成零。电流一旦流起来，不需要任何电压维持，也不会发热损耗。

不只是”导电很好”

这点最容易误解。铜是良导体，但铜再冷也有电阻。超导是相变——像水结成冰那样，材料在某个温度突然进入另一种状态，电阻从有到无，不存在中间的”很小”。

你可以在超导环里激发一圈电流，然后拿掉电源，几年后回来测，电流还在原地转，几乎没有衰减。

为什么会这样

常规导体里，电子各自穿行，不断撞上晶格振动和杂质，撞一次就损失一点能量——这就是电阻，也是发热的来源。

超导态里，电子两两配成对（库珀对），所有电子对以同一个宏观量子态协同运动。要让这种集体状态损失能量，必须一次性破坏整个配对结构，而低温下的扰动没那么大能量。所以散射通道被关闭了。

代价：温度

超导发生在临界温度以下。目前常规超导体的临界温度大多在几开尔文（−270 °C 上下），需要液氦冷却，昂贵且笨重。

所谓”室温超导”就是这个领域的圣杯：如果能在常温常压下超导，输电、磁悬浮、磁共振成像、量子计算的成本结构会被整体改写。目前尚未实现可重复验证的常压室温超导。

已经在用的地方

医院的核磁共振（MRI）线圈、粒子加速器的强磁体、部分量子计算机的量子比特，都依赖超导。它不是未来技术，是已经在用、但被温度成本限制了普及面的技术。