近日在論文預印本網站 arXiv 上，出現一篇由 3 位南韓物理學家合著的論文，聲稱可在室溫和恆常氣壓下，合成名為 LK-99 的超導體。世界各地實驗室甚至是個人愛好者紛紛嘗試自行製造 LK-99，在社交媒體上掀起熱話。儘管該團隊已表明那篇論文並未經其許可發表，亦有待同行審核，但已令公眾好奇此技術將如何開創科學新紀元。
甚麼是導體和超導體？
在電導率的光譜上，一些較易導電的物質，包括銀、銅等大多數金屬，被稱為導體。電線通常以銅製造，但銅在傳輸電荷時會出現阻力，令部分電力流失。超導體處於光譜的一方極端，因零電阻而被視為最佳導體。一般導體在冷卻時，導電率會增強；升溫時則減弱，這些變化會持續。而超導體物質在達至某個溫度臨界時會產生突變，形成零電阻、完全抗磁性此兩大基本特質。
超導體為何難得？
物理學家早於 1911 年已得悉超導體的存在。至今已知的超導體，其物料必須在極低溫（例如鉛需攝氏負 266 度），或極高氣壓（如大氣壓的最少 1 萬倍，或太平洋底部壓力的 10 倍以上）環境中合成，故期間需用上大量能量，過程也極為複雜。
室溫超導體如何推進現有技術？
如能在室溫、常壓之下合成超導體，將為不少技術帶來突破，包括使傳電效能提升、充電速度加快、電池容量增加；實現無碳核聚變能源；並使量子電腦更能廣泛應用。
- 磁力世界中的應用
現今的磁共振成像（MRI）儀器，需產生比地球強 3 萬倍的磁場，才能使人體內的氫原子核定位成像；當中的鈮鈦合金需以液氦冷卻產生導體。如能在室溫下合成超導體，將更易製造出功能更強大、更省能源的 MRI 儀器。這種超導體還有助改善磁懸浮列車性能；日本的超導磁懸浮系統在 2015 年的測試中達至每小時 600 公里，室溫超導技術將可節省這類系統的製造成本，且更容易操作。
- 不會斷電的世界
電池 —— 由 AA 電池以至容量約為 100 kWh 的 Tesla 電動車鋰離子電池，皆是以化學方式儲存能量，繼而轉化為電力，期間會損失部分能量，減低儲電效率。而超導磁儲能系統（superconducting magnetic energy storage，SMES）是以一條環形的超導線，透過當中的電子不斷旋轉，釋放出大量電力，是一種無限流動、沒有損耗的電流。現時 SMES 需在足夠低溫之下才能運作，而室溫超導技術將令其應用更為廣泛。
- 實現核聚變發電
幾十年來，物理學家試圖以核聚變方式，透過迫使原子聚集在一起來發電，比以核裂變發電更安全和高效；但過程中需有效控制反應堆，才能產生可用電力。法國的國際熱核實驗反應堆（ITER）依靠超導體產生的磁力來控制，但這種設計需維持在超低溫之下運作，因耗費龐大能量而有礙發展。室溫超導技術將有助克服此難題，有望研發出最大淨功率的核聚變反應堆。
- 使量子電腦更實用
近年的量子電腦，包括 Google 的 Sycamore 處理器，都依賴超導體系統驅動，因而需要在極低溫之下運作；即使只添加一條電線以便傳輸信息，也可能使其過度升溫。室溫超導體將有助改善此情況，使量子電腦更為實用。
那麼，LK-99 是否真的研發成功？
美國勞倫斯柏克萊國家實驗室物理學家 Sinéad Griffin，根據 LK-99 所用物質進行了電腦模擬測試，發現當中的原子相互作用出現異常，可能與超導性有關，但需更先進的模擬技術才可確認。與此同時，世界各地的物理學家和工程師一直嘗試自行製造該物質。商業航天公司 Varda Space Industries 工程師 Andrew McCalip 曾在 Twitter 上直播其實驗，並創造出一塊能懸浮在磁鐵上的岩石。LK-99 論文的作者聲稱其樣本也產生了名為邁斯納效應（Meissner effect）的抗磁性現象，被視為具超導性的證據，但亦可能是由許多其他磁反應所致。LK-99 至今亦尚未證實其電阻率為 0。
意大利物理學家 Lilia Boeri 擔心，這股熱潮或會分散其他超導體研究的注意力；例如氫化物是由氫及其他元素合成的超導體，至今只能在重壓環境下產生。在許多應用下，即使超導體不能在「室溫」下合成，只要以液氮取代液氦冷卻，已能獲得節能等巨大優勢。然而，現有的「高溫」超導體雖已通過測試，但要應付大多數實際用途，似乎仍有一段距離。
