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2023-08-03 04:03:13
室溫超導(dǎo)最新進(jìn)展：LK-99驗(yàn)證掀“復(fù)現(xiàn)潮”！
2023-08-03 04:03:13 來源: 教育信息網(wǎng)
最近有關(guān)室溫超導(dǎo)領(lǐng)域的新消息不斷。
論文團(tuán)隊(duì)的視頻演示
日前，一批韓國(guó)科學(xué)家連發(fā)兩篇論文，宣稱造出了一種在室溫和環(huán)境壓力下完美的超導(dǎo)材料——LK-99。但其目前公布的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)被認(rèn)為不足以證明LK-99系超導(dǎo)體，因而受到質(zhì)疑。隨后，國(guó)際上多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)嘗試合成LK-99，以驗(yàn)證其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
(資料圖片)
8月1日下午，一位自稱來自華中科技大學(xué)的B站UP主發(fā)布了一則視頻稱，其所在團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功首次驗(yàn)證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體，該晶體懸浮角度比此前韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)或者的樣品磁懸浮角度更大，有望實(shí)現(xiàn)真正無異議的無接觸超導(dǎo)磁懸浮。
全球首個(gè)室溫常壓超導(dǎo)體？
7月22日，韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv發(fā)布論文，聲稱合成了全球首個(gè)室溫常壓超導(dǎo)體，臨界溫度為127℃。該網(wǎng)站是以上傳時(shí)間證明論文原創(chuàng)性的文檔收錄網(wǎng)站。
該論文作者為韓國(guó)首爾量子能源中心的材料科學(xué)家Sukbae Lee、Ji-Hoon Kim以及高麗大學(xué)的Young-WanKwon。他們表示，在常壓條件下，一種改性的鉛磷灰石（LK-99，以Lee和Kim的首字母命名）能夠在400K（127℃）以下表現(xiàn)為超導(dǎo)體。
如果該成果被驗(yàn)證為真，那么他們不僅實(shí)現(xiàn)了常壓條件，還將臨界溫度提升至400K（127℃），大大拓寬超導(dǎo)材料可應(yīng)用的溫度區(qū)間，人類將進(jìn)入“超導(dǎo)時(shí)代”，能源、交通、量子計(jì)算等多領(lǐng)域有望迎來根本性變革。
此外，一個(gè)展示邁斯納效應(yīng)的LK-99“懸浮”的視頻被公布。邁斯納效應(yīng)是超導(dǎo)體從一般狀態(tài)相變至超導(dǎo)態(tài)的過程中對(duì)磁場(chǎng)的排斥現(xiàn)象，該效應(yīng)被視作超導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的重要特征。
值得一提的是，該論文發(fā)布幾小時(shí)后，另一篇由Sukbae Lee、Ji-Hoon Kim、Sungyeon Im、SooMin An、Keun HoAuh及Hyun-Tak Kim六人合作撰寫的、內(nèi)容更加詳實(shí)的同題論文也在arXiv網(wǎng)站發(fā)布。
據(jù)《新科學(xué)家》報(bào)道，有知情者在社交平臺(tái)上表示，部分團(tuán)隊(duì)成員對(duì)第一篇論文的發(fā)表并不知情，團(tuán)隊(duì)內(nèi)部存在紛爭(zhēng)。還有評(píng)論者稱，團(tuán)隊(duì)成員搶發(fā)署名三位作者的論文，或因諾貝爾獎(jiǎng)最多只能由三人分享。
據(jù)報(bào)道，Sukbae Lee稱論文的發(fā)表是Young-Wan Kwon在未征得其他成員同意的情況下擅自發(fā)表的，已要求撤稿。Ji-Hoon Kim也表達(dá)了同樣的訴求。
據(jù)《物理世界》等外媒報(bào)道，自20世紀(jì)70年以來一直從事超導(dǎo)材料研究的馬里蘭大學(xué)物理學(xué)家RichardGreene評(píng)論稱，盡管邁斯納效應(yīng)的視頻乍看令人印象深刻，但超導(dǎo)并非是能使得物體懸浮的唯一原因。
多位科學(xué)家表示，LK-99的制備過程較為簡(jiǎn)易，實(shí)現(xiàn)該韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的研究成果復(fù)現(xiàn)并驗(yàn)證真?zhèn)危羁熘恍杓s一周時(shí)間。目前，已有多科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行相關(guān)努力。
中國(guó)多個(gè)團(tuán)隊(duì)展開驗(yàn)證
7月31日，東南大學(xué)教授孫悅（B站博主“科學(xué)調(diào)查局”）發(fā)布“室溫超導(dǎo)復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)-全流程”實(shí)驗(yàn)視頻，視頻中表示無超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象，是否是室溫超導(dǎo)依然有待驗(yàn)證。
圖源：B站博主“科學(xué)調(diào)查局”
8月1日，B站UP主“關(guān)山口男子技師”首發(fā)視頻宣布：他們已合成了可以磁懸浮的LK-99晶體，該晶體懸浮的角度比韓國(guó)量子能源研究中心的CEOSukbaeLee等人獲得的樣品磁懸浮角度更大，有望實(shí)現(xiàn)真正意義的無接觸超導(dǎo)磁懸浮。但該UP主也指出，目前只驗(yàn)證了邁斯納效應(yīng)，只有一片幾十微米大小的樣品，若進(jìn)一步測(cè)電阻還需等下一批樣品出來。
圖源：B站UP主“關(guān)山口男子技師”
據(jù)財(cái)聯(lián)社報(bào)道，對(duì)1日B站UP主上傳的題為“LK-99（潛在室溫超導(dǎo)材料）驗(yàn)證”實(shí)驗(yàn)視頻，華中科技大學(xué)常海欣教授向記者證實(shí)，該視頻確實(shí)出自所屬團(tuán)隊(duì)。截至發(fā)稿，上述視頻在B站播放量已超430萬。
據(jù)澎湃新聞，在LK-99的兩篇論文公開約一周后，目前至少又有三篇與LK-99相關(guān)的新論文在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上公開，其中兩篇來自中國(guó)。
中國(guó)科學(xué)院金屬研究所孫巖研究員和劉培濤研究員表示，他們主要進(jìn)行了理論計(jì)算，從計(jì)算結(jié)果來看，LK-99有室溫超導(dǎo)的可能性；從能帶的角度，給出了一些解釋，" 但是不confirm（但這不是證實(shí)）"。" 理論和實(shí)驗(yàn)還是有g(shù)ap（區(qū)隔）的 "，" 這沒法預(yù)測(cè)，只能說，它有（室溫超導(dǎo)）這種幾率。 "
而北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)對(duì)合成的LK-99檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，它的室溫電阻不為零，也沒有觀察到它發(fā)生磁懸浮。該論文稱，上述材料表現(xiàn)出的表現(xiàn)出特征類似半導(dǎo)體，而非超導(dǎo)體。
還有網(wǎng)友公開實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和視頻稱，重復(fù)實(shí)驗(yàn)中合成的LK-99表現(xiàn)出一定的抗磁性，但未觀察到超導(dǎo)現(xiàn)象或超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象。
“室溫超導(dǎo)”為什么這么受關(guān)注
超導(dǎo)體是能以零損耗傳導(dǎo)電流的材料，但極難運(yùn)用在實(shí)際中，因?yàn)樗ǔＰ枰焕鋮s至零下196攝氏度左右的極低溫，并且需要施加極高的壓力才能成為超導(dǎo)態(tài)。因此，若能在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，對(duì)人類的科技發(fā)展具有重大意義。
自從一個(gè)多世紀(jì)前，荷蘭科學(xué)家卡末林昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)了貢在冷卻到液氦溫度時(shí)會(huì)出現(xiàn)無電阻導(dǎo)電性以來，科學(xué)界就對(duì)超導(dǎo)材料進(jìn)行了大量的研究，但至今尚未實(shí)現(xiàn)。
1964年，斯坦福大學(xué)教授威廉·利特爾預(yù)測(cè)材料在室溫下可能存在超導(dǎo)性。近期，科學(xué)家合成了一種新型高溫超導(dǎo)體氫化釔（YH10），但仍然需要超高的外部壓力。
今年3月，紐約羅徹斯特大學(xué)物理學(xué)家RangaDias及其團(tuán)隊(duì)宣稱通過使用由氫、氮和镥制成的新材料，在1GPa壓強(qiáng)條件和294K（即21攝氏度）的常溫條件下觀察到該材料的超導(dǎo)特性，遭到業(yè)內(nèi)眾多質(zhì)疑。
國(guó)內(nèi)一家超導(dǎo)領(lǐng)域龍頭企業(yè)的團(tuán)隊(duì)技術(shù)負(fù)責(zé)人表示，“即使最后能證實(shí)該材料具有常溫超導(dǎo)的可能，也不一定代表它具有實(shí)用性。其次，即便它有實(shí)用性，想做成產(chǎn)業(yè)化的帶材，所需的時(shí)間也是無法估量的。”據(jù)該技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹，想要認(rèn)定室溫超導(dǎo)，首先需要做零電阻測(cè)量，再加上較為穩(wěn)定的騰空懸浮才能證實(shí)。
上海市高溫超導(dǎo)材料與系統(tǒng)工程研究中心主任金之儉教授在8月1日晚上的一場(chǎng)科普直播中談到此次韓國(guó)研究論文帶來的啟示，他表示：“對(duì)于室溫超導(dǎo)材料的探索不會(huì)停止。現(xiàn)在就算是韓國(guó)團(tuán)隊(duì)通過了一種比較偶然的方法，找到了適合室溫超導(dǎo)的材料，但是很大程度上，這種材料也難以規(guī)模化地制備和應(yīng)用，如何找到能夠規(guī)模化應(yīng)用的室溫超導(dǎo)材料才是核心。”
（中國(guó)小康網(wǎng)綜合中國(guó)科學(xué)報(bào)、澎湃新聞、第一財(cái)經(jīng)、財(cái)聯(lián)社、央視新聞等報(bào)道）
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