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LK-99迷霧漸開:室溫超導,未完待續

2023年08月29日08:10 | 來源:四川日報
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原標題:室溫超導,未完待續

  “LK-99不是超導體。”8月16日,自然雜志官方網站發表了一篇新聞稿件,標題是如此的直接。

  隨著復現研究報告陸續出現,圍繞LK-99的重重迷霧漸漸散開。在滿懷期待地等候近一個月以后,人們或許不得不接受這樣的現實:尋找室溫超導體的科學探索,未完待續。

  期待值拉滿

  LK-99是“悄悄”發布的。7月25日,電子科技大學物理學院教授、凝聚態物理研究所所長喬梁收到學生轉發的一篇論文,名為《第一種室溫常壓超導體》。“喬老師,標題有點嚇人。”這位專門負責“刷新”的學生留言說。此時,距離文章上傳至預印本網站arXiv,已過去3天。

  在這篇論文的開頭,來自韓國的研究團隊宣稱,他們成功合成了能在常壓下工作的室溫超導體LK-99,並特別強調“這是世界上的第一次”。

  這樣的研究成果,無異於“平地驚雷”。“如若室溫常壓超導真正地被發現,意義不亞於新的一場材料革命,人類的歷史都將因此改寫。”四川大學電氣工程學院副教授朱英偉直言。

  在臨界溫度以下,超導材料具有零電阻和完全排斥磁場的特性,幾乎在所有電氣領域都有應用前景。已經問世的超導磁懸浮列車、核磁共振,正在嘗試的磁約束可控核聚變,以及設想中的超導量子計算機等,都要用到超導材料。

  “目前的超導線材造價昂貴,且需要工作在液氮甚至液氦的低溫環境,應用還不普及。”朱英偉說,如果真的有室溫常壓超導體,每一個人的生活都將因此改變。

  研究團隊給出了合成路徑:一氧化鉛和硫酸鉛粉末混合,燒制黃鉛礦﹔銅和磷粉末混合,燒制磷化亞銅﹔最后將黃鉛礦與磷化亞銅研磨混合,燒制成銅摻雜的鉛磷灰石,即LK-99。

  一種原料便宜、制備簡單的室溫常壓超導體——LK-99很快拉滿了人們的期待值。

  質疑聲不斷

  看完論文,喬梁的感覺是“不太專業”。“開頭就說世上首次如何如何,論文一般不會這麼寫。”喬梁說,其中的數據和結論也不夠嚴謹。再看看論文的作者,第一和第二作者來自一家公司,沒有教職,這讓不少人質疑其背景。

  南京大學物理學院教授聞海虎也表示,論文沒有給出足夠的証據,証明LK-99是超導材料。

  盡管如此,國內外多個團隊很快開始跟進復現研究。

  初步研究出人意料。7月31日,美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員發表論文,稱模擬計算結果在理論上支持LK-99具有超導性。8月1日,華中科技大學研究團隊制備出LK-99樣品,出現“半懸浮”現象。8月2日,東南大學研究團隊宣布,對制備出的LK-99樣品進行電阻測試,在大約零下163攝氏度的低溫環境下測得“近似零電阻”。

  此后幾天,質疑的聲音又大了起來。8月6日,北京大學量子材料科學中心的科研人員表示,制備的樣品有軟鐵磁成分,可以解釋“半懸浮”現象。8月8日,中國科學院物理研究所的復現研究顯示,LK-99樣品中存在硫化亞銅雜質,而硫化亞銅會發生電阻跳變,但不能達到零電阻,不具有超導性,正是這個“假象”可能讓LK-99的研發人員產生了誤判。8月9日,普林斯頓大學等機構聯合發布的論文稱,LK-99更有可能是磁體,而不是室溫常壓超導體。

  在喬梁看來,國內外高質量的復現研究成果已經陸續涌現,真相已無限逼近,“很快就會‘破案’了”。

  可能性仍在

  8月16日,自然雜志官網發布文章《LK-99不是超導體》,讓LK-99的置信度迎來新低。不過,北京科技大學研究團隊近日又發布論文稱,以類似“上帝視角”的材料統計規律來看,LK-99可能具有室溫超導性。

  “可能性仍在。”喬梁認為,不排除后續復現研究,或者針對韓國團隊LK-99樣品的交叉研究,能夠給出証實的結論,但這樣的可能性已經比較小了。

  對於這樣的結果,喬梁並不意外,也並未灰心。“科學研究就是不斷試錯,材料科學更是如此。”喬梁告訴記者,即便LK-99 最終確認不是室溫超導體,它也是“非常有意思”的材料,擁有許多奇怪的特性,比如特別復雜的磁性,而人們也會繼續探索其他室溫超導體。

  對於LK-99,喬梁表示仍會嘗試復現研究。“這個材料很有意思,這個過程也很有意義。”喬梁說,在對LK-99的深入研究中,人們一定可以獲取新的知識,得到新的啟發。(四川日報全媒體記者 吳憂)

(責編:高紅霞、章華維)

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