每日經濟新聞 2023-07-30 16:04:37
每經編輯 何小桃 畢陸名
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7月22日，韓國研究團隊發布論文，聲稱合成了全球首個常壓室溫超導，臨界溫度為127℃。論文一經公布，便在網絡上引發了熱烈討論。
第一篇韓國室溫超導材料論文中展示的LK-99材料（右上）。
據澎湃新聞報道，7月28日，南京大學物理學院教授聞海虎接受采訪的時候向記者表示，“真的很熱鬧，但也不奇怪的，因為這個事情很重要。”“大部分（熱議）人都不是做超導的。”“我們仔細分析了他們的數據，從三個方面——電阻、磁化和所謂的磁懸浮，都不足以說明它是超導現象（材料）。”“我們判斷（它所謂的超導）極有可能是個假象。”
對于重復實驗，聞海虎表示，“其實我們都不想做，因為我們判斷它不像超導，后來也派了一個同學在做著。國際上很多組都在重復。憑我們的經驗看，（目前論文公布的數據）不足以說明它是超導。”
是否真的存在一種材料能夠在常溫常壓下進入超導狀態？聞海虎表示，不排除存在。“但是這是很遠大的一個目標，至于在我們有生之年能不能看見，不知道。所以現在韓國的結果出來，大家都很興奮。如果是真的，大家都很高興。但是目前的證據不足以證明它是超導材料。”
7月27日，中國科學院物理研究所微信公眾號回復相關留言稱，“目前沒有完成相關實驗的消息，請以公開發表的論文為準。”
圖片來源：中國科學院物理研究所微信公眾號
韓團隊稱發現超導體
據每日經濟新聞7月27日報道，近日，韓國一個科學家團隊表示，他們發現了全球首個室溫超導材料——改性鉛磷灰石晶體結構（下稱LK-99，一種摻雜銅的鉛磷灰石）。該團隊興奮地指出，“所有證據都可以證明，LK-99是世界首個室溫常壓超導體。LK-99的誕生意味著室溫超導領域的重大突破，開啟了一個全新的歷史時代。”
為了制造這種名為LK-99的新材料，該韓國研究團隊將幾種含有鉛、氧、硫和磷的粉末狀化合物混合在一起，然后在高溫下加熱數小時，粉末發生化學反應，得到一種摻雜銅的鉛-磷灰石晶體。
圖片來源：arXiv
據悉，該團隊的研究人員包括量子能源研究中心CEO Sukbae Lee，長期從事高溫超導方向的物理研究；量子能源研究中心研究員Ji-Hoon Kim，主要負責樣品合成工作；以及韓國高麗大學教授Young-Wan Kwon，專注于凝聚態物理、先進材料等領域的研究。
隨后，研究人員測量了毫米大小的LK-99樣品在不同溫度環境下對電流通過的阻力，發現其所謂的電阻率從105℃時的較大正值急劇下降到30℃時的幾乎零電阻。
研究小組記錄了LK-99的臨界溫度（Tc）、零電阻率、臨界電流（Ic）、臨界磁場（Hc）和邁斯納效應（超導體從一般狀態相變至超導態的過程中對磁場的排斥現象）。該韓國研究團隊在論文中稱，其發現的LK-99的臨界溫度為127°C，這意味著這種材料可以很容易在地球上的所有環境中使用。各種效應使得該研究小組確信LK-99確實是一種超導體。
圖片來源：arXiv
超導體沒有電阻的原因在于內部電子的活動。當某特定材料實現超導時，其中的電子會克服排斥力并配對，在不損失能量的情況下自由流動。該韓國團隊認為，LK-99中之所以會出現這種超導情況，是由微小的體積收縮（0.48%）導致的結構形變引起的。
據悉，針對全球首個常壓室溫超導，韓國團隊實際上連發了2篇論文。有意思的是2篇論文發布時間差不到3小時，且兩篇文章作者人數不同，僅有兩位重合。第一篇提交于7月22日7時51分，廣受關注的第二篇論文則于7月22日10時11分提交。
上述第二篇論文的作者之一、美國威廉與瑪麗學院的物理學教授Hyun-Tak Kim在接受采訪表示，第一篇論文里存在“許多缺陷”，并且未經他的允許就被上傳了。
值得一提的是，研究團隊還專門上傳了一段視頻，以證明LK-99在磁鐵上懸浮的情況，這也就是邁斯納效應，該效應是證明材料超導的重要現象。
根據視頻內容顯示，它的懸浮情況并不完美，仍有一邊似乎接觸磁鐵。就該情況，Hyun-Tak Kim稱，這表示樣品并不完美，只有一部分成為超導體并表現出邁斯納效應。
雖然該韓國科學家團隊對室溫超導材料的發現令外界非常興奮，但謹慎對待類似的研究同樣也很重要。業內分析指出，在科學上被廣泛接受和認可前，還需要同行進一步嚴格和獨立的嚴重。此外，科學界還必須重復復現，以確認這一發現的可重復性和可靠性。該韓國研究團隊表示，他們理解外界對其研究成果的質疑，也支持任何想自行制備并測試LK-99超導性的人。與此同時，該團隊將繼續努力完善他們的超導樣品，并朝著大規模生產的方向邁進。
中科院物理所“前排吃瓜”
這次到底是真是假？
據中科院物理所微信公眾號27日發文指出，確實不好判斷真假。從線上到線下，信任文章結果和質疑超導真實性兩方的聲音都很大，雙方都列出了很多論據，而且互相不能說服。這些真真假假，留待眾多德高望重、浸淫超導多年的老師用實驗數據評判吧。
圖片來源：中國科學院物理研究所微信公眾號
不過，這次室溫超導的真假并不難驗證。按韓國作者的說法，最快三天就能制備出一批樣品。全世界已經有很多研究組在快馬加鞭了。大概下周，初步的驗證結果就可以公布。如果是真的，超導領域將會天翻地覆；如果是假的，這個悶熱的夏季就又多了一件吃瓜的樂事。
常溫超導或徹底改變生活方式
為什么大家格外關注常溫超導，因為它真的太重要了！
據長江云新聞報道，超導，是指導體在某一溫度下，電阻為零的狀態，導體沒有了電阻，電流流經超導體時就不發生熱損耗，電流可以毫無阻力地在導線中形成強大的電流，從而產生超強磁場，目前，常規超導體需要極低的溫度才能實現超導，這限制了其在各個領域的應用。如果實現了室溫超導，人類科學應用將會獲得巨大進步，將會在能源、交通運輸、科學研究和工業制造等領域帶來巨大影響。不僅將革新我們的基礎設施和技術，而且可能徹底改變我們的生活方式。
能源方面，整個電力基礎設施可能會得到改造，電力傳輸的效率極大提升。超導技術可以應用于制造高效的能源存儲設備，這將極大地推動可再生能源發展，減少對化石燃料的依賴。
交通方面，常溫超導可以讓磁懸浮技術的應用成本大大降低，高速磁懸浮列車或將成為主流的公共交通方式。
醫療方面，可以大大提升醫療設備的效能，尤其是那些依賴強磁場的設備如磁共振成像（MRI）等。此外，新的超導技術還可能催生出新的醫療診斷和治療方法。
科研方面，常溫超導的出現將極大地推動量子計算的研究和應用，開啟全新的信息技術時代。
空間探索方面，超導技術可以用于制造強大的磁場，這可以被用于開發新的宇宙飛船推進系統，如磁浮推進，離子推進等，極大地提高太空探索能力，未來“太空旅行”或許不再是夢。
編輯|何小桃 畢陸名 杜恒峰
校對|程鵬
封面圖片來源：中科院物理所
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