7月22日，韓國研究團隊發(fā)布論文，聲稱合成了全球首個常壓室溫超導(dǎo)，臨界溫度為127℃。論文一經(jīng)公布，便在網(wǎng)絡(luò)上引發(fā)了熱烈討論。
圖/ arXiv論文網(wǎng)站
科學(xué)家每次在超導(dǎo)材料上的突破都備受關(guān)注，那么超導(dǎo)材料到底能干嗎？韓國的研究都說了啥？一文教你怎么吃上超導(dǎo)的瓜！
韓團隊稱發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體
“或開啟人類新紀(jì)元”
今年以來，先有美國在三月份宣布發(fā)現(xiàn)室溫超導(dǎo)新材料，后有韓國科學(xué)家合成127℃超導(dǎo)材料，中間還有我國科學(xué)家實現(xiàn)液氮溫區(qū)超導(dǎo)，各國科學(xué)家頻繁發(fā)力的超導(dǎo)材料到底是個啥？
簡單來說，“超導(dǎo)”是指導(dǎo)體在某一溫度下，電阻為零的狀態(tài)。
當(dāng)超導(dǎo)體電阻為零時，可以無損耗地輸電；也可以很方便地產(chǎn)生強大的磁場，用來做醫(yī)院里的核磁共振……像這樣類似的應(yīng)場景還有很多，可以說超導(dǎo)體與我們的生活息息相關(guān)。
圖/論文截圖
簡單梳理該團隊的成果，在常壓條件下，一種改性的鉛磷灰石（LK-99）能夠在400K（約127℃）以下表現(xiàn)為超導(dǎo)體。
如果該成果被驗證為真，那么該團隊將大大拓寬超導(dǎo)材料可應(yīng)用的溫度區(qū)間，人類將進入“超導(dǎo)時代”，能源、交通、量子計算等多領(lǐng)域有望迎來根本性變革。
該研究團隊自己的研究評價稱，“我們相信，我們的新進展將是開啟人類新紀(jì)元的全新歷史事件”。
3小時內(nèi)連發(fā)兩篇論文
作者：實驗樣品仍有瑕疵
針對全球首個常壓室溫超導(dǎo)，韓國團隊實際上連發(fā)了2篇論文。有意思的是2篇論文發(fā)布時間差不到3小時，且兩篇文章作者人數(shù)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(guān)注的第二篇論文則于7月22日10時11分提交。
圖/ arXiv論文網(wǎng)站
上述第二篇論文的作者之一、美國威廉與瑪麗學(xué)院的物理學(xué)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(jīng)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(yīng)，該效應(yīng)是證明材料超導(dǎo)的重要現(xiàn)象。
LK-99在磁鐵上出現(xiàn)邁斯納效應(yīng)。圖/實驗團隊視頻截圖
根據(jù)視頻內(nèi)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(dǎo)體并表現(xiàn)出邁斯納效應(yīng)。
室溫超導(dǎo)烏龍頻頻
中科院物理所：真假不難驗證
室溫超導(dǎo)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)烏龍并不罕見。早在今年3月，因為室溫超導(dǎo)引發(fā)學(xué)術(shù)風(fēng)波的Ranga Dias，此前論文也被撤稿。
2020年10月，Dias團隊在《自然》雜志上發(fā)表論文，宣稱將超導(dǎo)臨界溫度提升至15℃，最終因論文數(shù)據(jù)處理不合規(guī)在兩年后被撤稿。
而這次韓國團隊的論文發(fā)表在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上，該網(wǎng)站發(fā)布論文的門檻很低，論文往往是魚龍混雜，質(zhì)量難以得到保證。
所以這次韓國的室溫超導(dǎo)到底是真是假？
7月27日，中科院物理所發(fā)文表示，“這次室溫超導(dǎo)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(jīng)有很多研究組在快馬加鞭了。大概下周，初步的驗證結(jié)果就可以公布�！�
圖/中科院物理所微信公眾號
“如果是真的，超導(dǎo)領(lǐng)域?qū)旆馗�；如果是假的，這個悶熱的夏季就又多了一件吃瓜的樂事�！�
韓國團隊的室溫超導(dǎo)材料是李逵還是李鬼，下周就能見分曉。大家一起搬好小板凳，快來評論區(qū)在線吃瓜！
瀟湘晨報綜合報道
延伸閱讀
聞�；⒄劇绊n國室溫超導(dǎo)論文”：不像超導(dǎo)，正重復(fù)實驗
第一篇韓國室溫超導(dǎo)材料論文中展示的LK-99材料（右上）
就近日人們熱議的“若真立即能拿諾獎的‘韓國室溫超導(dǎo)材料LK-99論文’”，7月28日，南京大學(xué)物理學(xué)院教授聞�；⒔邮懿稍L的時候向澎湃科技表示，“真的很熱鬧，但也不奇怪的，因為這個事情很重要�！薄按蟛糠郑嶙h）人都不是做超導(dǎo)的�！薄拔覀冏屑毞治隽怂麄兊臄�(shù)據(jù)，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(dǎo)現(xiàn)象（材料）�！薄拔覀兣袛啵ㄋ^的超導(dǎo)）極有可能是個假象�！�
主要從事高溫超導(dǎo)材料和物理問題研究的南京大學(xué)物理學(xué)院教授聞�；�
對于重復(fù)實驗，聞�；⒈硎�，“其實我們都不想做，因為我們判斷它不像超導(dǎo)，后來也派了一個同學(xué)在做著。國際上很多組都在重復(fù)。憑我們的經(jīng)驗看，（目前論文公布的數(shù)據(jù)）不足以說明它是超導(dǎo)�！�
是否真的存在一種材料能夠在常溫常壓下進入超導(dǎo)狀態(tài)？
聞�；⒈硎�，不排除存在�！暗沁@是很遠大的一個目標(biāo)，至于在我們有生之年能不能看見，不知道。所以現(xiàn)在韓國的結(jié)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(jù)不足以證明它是超導(dǎo)材料�！�
對于網(wǎng)傳中國科學(xué)院物理研究所復(fù)現(xiàn)了前述韓國科研論文的結(jié)果，聞�；⒈硎�，目前沒看見結(jié)果，即便是復(fù)現(xiàn)，也不能說明它是超導(dǎo)材料，除非判斷超導(dǎo)的證據(jù)非常明確�！斑@個材料很容易（重復(fù)做出來）做到，我估計兩三天以后，比如下個星期，很多組都做出來（結(jié)果）了，（然后）馬上就能夠判斷是不是超導(dǎo)的�！�
27日，中國科學(xué)院物理研究所微信公眾號回復(fù)相關(guān)留言稱，“目前沒有完成相關(guān)實驗的消息，請以公開發(fā)表的論文為準(zhǔn)。”
立即能拿諾貝爾獎的世界首個室溫常壓超導(dǎo)材料？
7月22日7時51分，一篇題為《首個室溫常壓超導(dǎo)體》（The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor）的研究文章在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上公開。
該論文由韓國高麗大學(xué)教授權(quán)永萬（Young-Wan Kwon）上傳。
該論文的第一作者Sukbae Lee與第二作者金智勛（Ji-Hoon Kim）均為韓國量子能源研究中心（Quantum Energy Research Centre）的研究人員，但該公司的官網(wǎng)目前因訪問人次過多被封鎖。
權(quán)永萬是前述論文的第三作者。
“我們在世界上首次成功合成了在常壓下工作的室溫超導(dǎo)體（Tc≥400 K，127℃），其結(jié)構(gòu)為改性鉛磷灰石（LK-99）�！鼻笆鑫恼路Q，“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(yīng)證明了LK-99的超導(dǎo)性”。
而在上述論文發(fā)表的2.5小時后，7月22日10時11分，同一主題的另一篇論文《超導(dǎo)體 Pb10-xCux(PO4)6O 在室溫和大氣壓力下的懸浮現(xiàn)象及其機理》（Superconductor Pb10−xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism）也被提交至arXiv網(wǎng)站。與稍早前公開的論文相比，后者被認為更嚴(yán)謹，對材料樣品的制備過程描述更為詳盡、充分，不過部分注釋還是韓語。
第二篇論文有6名署名作者，權(quán)永萬被排除在署名作者之列，并被認為是因為“內(nèi)訌”，才導(dǎo)致倉促上傳了兩篇論文。
第二篇論文由第三作者美國威廉瑪麗學(xué)院（College of William & Mary）的物理學(xué)研究教授金鉉德（Hyun tak Kim）上傳。該論文與第一篇論文有相同的第一、第二作者，但第二篇論文的其余三名作者是林圣妍（Sungyeon Im）、安秀敏（SooMin An）、歐根浩（Keun Ho Auh）。
前述兩篇論文的“主角”——LK-99，是一種銅摻雜的鉛磷灰石。其中，銅摻雜的比例在0.9-1.1之間。
“煉制”LK-99的材料的方法
第二篇研究論文給出了它詳細的合成步驟，被網(wǎng)友戲稱為“煉丹”：“第一步，通過化學(xué)反應(yīng)合成黃鉛礦……；第二步，合成磷化亞銅晶體……；第三步，將黃鉛礦和磷化亞銅晶體研磨成粉末，并在坩堝中混合，然后密封入晶閘管中，真空度為10^-3托（torr，相當(dāng)于毫米汞柱）。將裝有混合粉末的密封管在925攝氏度的爐子中加熱5-20小時。在此過程中，混合物發(fā)生反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為最終材料�！�
為表明實驗結(jié)果可靠，7月26日凌晨3時31分，金鉉德上傳了一則視頻，視頻顯示：將一個不規(guī)則的類圓柱薄片放在磁鐵上方，可以明顯看到薄片一側(cè)翹起、懸空，呈“部分懸浮”。目前視頻瀏覽量已超73萬人次。
此外，公開資料顯示，前述研究人員早在2022年8月已為LK-99申請了國際專利，并于2023年3月被授予專利。
韓國量子能源研究中心官網(wǎng)顯示，該公司的“總公司及企業(yè)附屬研究所位于韓國首爾市松坡區(qū)松路23街46-24號B1層。谷歌地圖2023年3月更新的街景圖片顯示，該地址為一棟四層平房，一樓是一家室內(nèi)裝飾店。
不是真正的磁懸浮
聞�；F(xiàn)任南京大學(xué)物理學(xué)院教授、美國物理學(xué)會會士(APS Fellow)，主要從事高溫超導(dǎo)材料和物理問題研究，此前因高溫超導(dǎo)體磁通動力學(xué)研究獲得國家自然科學(xué)二等獎，因在鐵基超導(dǎo)研究方面的貢獻獲得國家自然科學(xué)一等獎。
3月15日，距離美國羅切斯特大學(xué)教授朗加·迪亞斯（Ranga Dias）在美國物理學(xué)會年會上宣布發(fā)現(xiàn)高壓室溫超導(dǎo)材料并公布數(shù)據(jù)僅8天，聞�；ьI(lǐng)的團隊就公布重復(fù)實驗結(jié)果，推翻了迪亞斯等人的室溫超導(dǎo)研究結(jié)果，引發(fā)轟動。
聞海虎教授團隊的前述研究結(jié)果5月11日在線發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上：他們制備的氮摻雜的镥氫化物（又稱镥-氫-氮化合物）沒有表現(xiàn)出近常壓室溫超導(dǎo)性。
2023年7月28日，聞海虎向澎湃科技表示，前述論文及其視頻中展示所謂磁懸浮，看起來也不像真正的超導(dǎo)磁懸浮，“沒懸起來，還是（需要）有一個支撐點，所以它不是‘超導(dǎo)磁懸浮’，要么是一個鐵磁——有一點鐵磁性的材料構(gòu)成的、一個假的看起來像磁懸浮的，或者是一個（含）有一點點抗磁性的材料，但不是‘超導(dǎo)抗磁’的一個懸浮。因為它跟超導(dǎo)的磁懸浮完全不一樣�！�
“部分懸浮”的LK-99（下）
聞海虎告訴澎湃科技，判斷一個材料是不是超導(dǎo)材料，要看它能不能進入超導(dǎo)狀態(tài)�！澳愕碾娮枰獪y的很好，要真正到0，然后磁化要真正測到邁斯納態(tài)，而不是說看到一個負的抗磁信號，就說是邁斯納態(tài)，因為有可能是測錯了，有可能是這個材料本身就抗磁�！�
聞海虎解釋說，當(dāng)進入超導(dǎo)態(tài)的時候，超導(dǎo)材料不允許任何磁場進入到體內(nèi)，把磁場全排到體外，這被稱為邁斯納效應(yīng)。因為它要維持它內(nèi)部電子形成的“有序社會”的干凈程度，因為它的電子兩兩配對，形成了新秩序，很“團結(jié)”，不希望磁場來破壞它們的“團結(jié)度”。
“但磁懸浮不是邁斯納效應(yīng)�！薄叭绻莾H僅測一個像韓國論文中說有抗磁，說就是邁斯納態(tài)，未必的。有時候儀器會騙你，儀器本身會造成假象，人如果相信，人就被騙了，就認為是超導(dǎo)了，但是經(jīng)常做超導(dǎo)磁性質(zhì)研究的人知道怎么去辨別�！甭労；⒄f。
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