现代快报+ 2023-08-02
室温超导材料“狼来了”最新续集:韩国研究团队主动下架论文
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关于 " 室温超导 " 材料的热议,已经持续多日。7 月,韩国团队发表了两篇论文,宣称成功合成了世界上第一个室温常压超导体——改性铅磷灰石晶体结构(LK-99)。此后,全球科学界都投入后续研究,但至今仍未出现具有信服力的 " 实验复现 "。8 月 2 日,该研究团队的成员表示,论文存在缺陷,系团队中的一名成员擅自发布,目前团队已要求下架论文。

△ 韩国研究团队发布的论文 图片来源:arXiv

" 土法炼丹 " 真的可行吗?

常温常压下,目前已知的所有导体都存在电阻,在电流传导过程中,会产生热能损耗。超导体则可以实现零损耗传导电流,在诸多领域都具备巨大的应用前景。在超导研究的历史上,已经产生了 5 个相关的诺贝尔奖,重要意义不言而喻。

然而,目前已经发现的超导材料,都要在极低温、极高压等严苛环境下才能实现。根据中国科学院物理所的科普文章,一般将临界温度高于 300K(26.85 ℃)的超导体称为室温超导。全球各地的研究团队,就在朝着这一目标进军。

△ 韩国研究团队发布的视频截图

此次,韩国研究团队发现的 LK-99 制造过程相对简单。该团队将几种含有铅、氧、硫和磷的粉末状化合物混合在一起,然后在高温下加热数小时,粉末发生化学反应,得到一种改性铅磷灰石晶体结构。论文中称,其发现的 LK-99 的临界温度为 127 ℃,这意味着该材料的使用价值极高。

这一发现,让科学界惊讶,就连科普爱好者也惊呼,难以想象用如此简单的方式,就获得了室温超导材料。有人调侃,这是 " 手搓超导 "" 土法炼丹 "。

又一次乌龙!为什么说 " 又 "?

最初,韩国团队的这项成果并未被看好。此前,多次出现的 " 超导材料乌龙事件 ",让科学界不得不谨慎以对。

早在 2018 年,就有两位印度科学家宣称,在 13 ℃下,一种金银纳米粒子构成的混合物显现出了超导特性,但这项研究在科学家 2019 年 5 月发布了一篇修正的论文后就不再有后续。

今年 3 月,美国罗切斯特大学的物理学家兰加 · 迪亚斯(Ranga Dias)及其团队在美国物理学会会议的会场上宣称发现了室温超导。随后,南京大学超导物理和材料研究中心闻海虎团队推翻美国室温超导研究的结论,并于 5 月 11 日发表在国际期刊《自然》( Nature)杂志上。

然而,这次韩国室温超导的事件进展," 剧情 " 更为复杂。美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员称,利用计算机模拟,证实室温超导 " 理论可行 "。

8 月 1 日,中国华中科技大学材料学院的团队,合成了可以磁悬浮的 LK-99 晶体,实验证实该材料显现出抗磁性。由于这次制成的样品很小,只有几十微米,只验证了迈斯纳效应(一种对磁场排斥的状态),还未测电阻。

△ 华中科技大学团队发布的视频截图

一时间," 中外科研团队复现韩国室温超导材料 " 的消息,成了热议话题。然而,美国劳伦斯伯克利国家实验室只是说 " 理论可行 ",华中科技大学的研究只是初步复现了 LK-99 的抗磁性,并未证明其具有室温超导属性。

事件扑朔迷离,可资本市场对超导概念股的炒作,已经甚嚣尘上。8 月 1 日美股开盘后,美国超导股价飙升,截至收盘涨幅超过 60%。8 月 2 日 A 股开盘后,永鼎股份、百利电气、法尔胜、中孚实业等多个相关概念股集体涨停。至此,资本市场的狂热情绪远超学术界。

直到 8 月 2 日韩国研究团队的成员表示,论文存在缺陷,系团队中的一名成员擅自发布,目前团队已要求下架论文。关于韩国室温超导材料的热议,终于开始散场。

超导研究仍有重要价值,有望带来 " 工业革命 "

即便这次室温超导的发现仍是乌龙,但科学界对室温超导材料的研究仍未停止,因为它与 " 未来能源 " 息息相关。

可控核聚变被认为是人类的 " 终极能源 ",不仅清洁、安全、高效,而且取之不尽,用之不竭。中国科学院合肥研究院等离子体物理研究所副研究员王腾曾撰文介绍,超导与可控核聚变之间的关系。他表示,可控聚变研究是一项复杂的大科学工程,而超导磁体是其核心部件之一,也是实现稳态运行的关键技术。他同时指出,从超导材料研究到实用化还有很长的路要走,可控核聚变研究期待着具有更高临界参数和实用价值的超导材料被发现。

超导材料具有零电阻和完全抗磁性等特性,在科研、医疗、交通等领域均有重要用途。南京大学教授闻海虎近日在接受央视采访时介绍,一旦研制出室温超导材料,人类生活的方方面面都将发生改变。" 在医疗方面,最直接受到影响的是医院里面使用的核磁成像装置,如果有常温常压超导材料就不需要用任何低温制冷的液体,使用价格会非常便宜。另外在输电的时候使用常温超导,所有电能在电路上的损失都可以节省下来,非常省电。" 此外,如果将超导磁悬浮运用在轨道交通上,在真空的管道里运行的高速列车,它的速度能够达到每小时 1000 公里以上。

闻海虎认为,室温超导的研究将会让诸多领域产生飞跃性发展。" 这将是一场真正的革命,也是一场深刻的工业界的革命。"

现代快报 + 记者 是钟寅 部分综合央视新闻

(校对 张静超)

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韩国 美国 物理 南京大学 物理学家
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