十氢化镧（LaH10）的Fm-3m相的晶体结构，高度对称的氢笼包围着镧原子。顶部显示了复杂的古典能源格局的草图，其中存在许多极小值。另一方面，在底部，我们看到了一个完全重塑的，更简单的量子能量态势的草图，其中只有一个最小值得以保留。图片：材料物理中心
来自西班牙、意大利、法国、德国和日本的国际研究人员团队进行的计算表明，有记录的超导十氢化镧（LaH10）化合物的晶体结构因原子的量子涨落而稳定。该结果表明，在富氢化合物中，超导性可能接近室温，而其所需压力远低于以前经典计算所预期的压力。结果今天发表在《自然》上。
达到室温超导性是物理学中最大的梦想之一。它的发现将通过提供无损失的电力运输，超高效的电动发动机和发电机，以及在不冷却的情况下产生巨大磁场的可能性，将带来一场技术革命。最近发现的超导体首推在硫化氢中为200K（-73℃），后来在LaH10中达到250K（-23℃），这引起了人们对这些材料的关注，为尽快达到室温提供了希望。现在很清楚，富氢化合物可以是高温超导体 - 至少在高压下：但是两项发现都超过了100吉帕斯卡（GPa），是大气压的一百万倍。
在LaH10中获得的250K是家用冰柜正常工作的温度，是迄今为止观察到的超导体最热的温度。LaH10是由镧和氢形成的超氢化物，最早在2017年的晶体结构预测中可能会出现高温超导性。计算表明，在230吉帕斯卡以上，高度对称的LaH10化合物（Fm-3m相）具有形成包围镧原子的氢笼（见图）。据计算，该结构在较低压力下会变形，从而破坏了高度对称的结构。但是，2019年进行的实验能够在低得多的压力（130和220 GPa）下合成高度对称的化合物，并在此压力范围内测得250K附近的超导性。但是，创纪录的超导体的晶体结构及其超导性仍然不完全清楚。
现在，得益于《自然》杂志上发表的新结果，我们知道，在产生超导性的所有压力范围内，已经观察到原子量子涨落“粘合”了LaH10的对称结构。更详细地，计算表明，如果将原子视为经典粒子，即作为空间中的简单点，则结构的许多变形都倾向于降低系统的能量。这意味着经典的能源格局非常复杂，有很多最小值（见图），就像变形很大的床垫一样，因为有很多人站在上面。但是，当将原子像量子对象那样处理，并用离域波函数进行描述时，能量格局将完全重塑：只有一个明显的最小值（参见图），这与高度对称的Fm-3m结构相对应。量子效应以某种方式摆脱了床垫中的每个人，但只有一个人使床垫仅在一个点上变形。
此外，利用量子能态对临界温度的估计与实验证据令人满意。这进一步支持了Fm-3m高对称结构，从而构成了超导记录。
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