最近,“室温超导”火了,一度被认为是能够改变人类文明进程的新技术。随着全球各高校与科研机构的检验,质疑也随之而来,尤其针对其是否能顺利商业化。
随后,韩国超导低温学会3日经过科学研判后得出结论,认为“LK-99”不是超导体。
近日,“首个室温常压超导体”事件在全球引起轩然大波。全球各方都在关注着LK-99是否为室温常压超导体的验证结果,这场时间竞赛已经成为科技领域的热门话题。
然而,最近韩国室温超导论文被发现有缺陷,导致美国超导(AMSC)股价大幅下跌近30%。看来“室温超导”概念正在遭遇一场“过山车”般的挑战。
不妨先来回顾一下整件事情的时间轴,以便更全面地了解物理学界的研究进展。
2023年7月22日,两篇神秘的论文突然在arxiv.org上发表,声称创造了世界上第一个常温常压超导体。这种材料被命名为LK-99,是一种铜掺杂的铅磷灰石。
不过,这两篇论文都没有经过同行评审,也没有在期刊上发表。
论文截图
这是论文里的图片,这种被不少人称为“第四次工业革命开端”的材料长得其貌不扬:
室温超导是指在常温下出现的超导现象、电阻为零的电导体。零电阻的电线的效率是100%,能量不会随距离流失,而且在超高压下也不会产生热量。
虽然超导材料已经在应用,但任何使用超导材料的设备,如核磁共振成像仪,都是体积庞大且不可移动的。用室温超导体,则可以制作无限长且无损耗的电力电缆,或者制作便携式核磁共振扫描仪等。
自从LK-99论文发表后,科研学者们开始了一场验证LK-99真假的时间竞赛。
学者们先试图从理论研究层面,来论证LK-99可能存在超导效应。
7月29日,中科院沈阳所用第一性原理计算分析了LK-99材料的电子结构,并指出在掺杂铜之前母体化合物是绝缘体。掺杂铜之后替代了一部分铅,会导致体积收缩,进而产生全局的结构重构,并在费米级(温度为绝对零度时固体带中充满电子最高能级)附近出现平坦能带。
论文截图
8月1日,华中科技大学在B站发布视频,成为全球首个公开验证合成磁悬浮的LK-99晶体的团队。他们还在110K以下的常压条件下,成功观测到了LK-99的零电阻。
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8月3日,东南大学成为全球首个成功测出LK-99零电阻的团队。该校物理学教授孙悦在B站发布视频,公布了这一情况,也在arXiv上传了论文。
论文截图
但在B站评论区,孙悦强调:“我们测到0电阻(仪器分辨率极限的极小电阻),但是没有抗磁性,所以我们并没有说是观察到超导,希望大家不要误解。”
B站截图
根据财联社报道,8月4日,曲阜师范大学复现LK-99的结果显示,样品在常温到50K低温范围内仍存在较大电阻值,无零电阻特性。
截止发稿前,尚未有任何一个科研机构能够完全复现韩国团队提出的“LK-99为室温常压超导体”的实验结果。
A.常温
B.常压
C.迈斯纳效应 (或者至少实现弱化版强抗磁)
D.零电阻
目前,华科、曲阜师范等实验室的工作验证了ABC(但仍未有确切证据证明迈斯纳效应);东南大学的工作验证了BD。
但是只有同时做到了ABCD才能完全复现这项工作。
我们注意到,也有一些学者对于此持怀疑态度,甚至认为这是一场谎言。
美国西北大学物理学教授延斯·科赫在接受Daily Beast采访称,在这个研究领域,存在很多前人曾提出过突破性发现的主张,但大多数都没有经过科学验证,最终被证明是错误的。
就在刚刚,韩联社报道称,韩国研究团队的“LK-99”并未表现出超导体所特有的“迈斯纳现象”,因此无法被认定为超导体。
其中一位该团队成员指出,相关论文其实还没有完成且“存在很多缺陷”,是一名团队成员未经其他作者许可擅自发表的,目前已要求网站下架论文。
对于LK-99究竟能否算常温超导体,以及对未来有什么应用,还需等待进一步研究发现。