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7月22日，韓國研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布論文，聲稱合成了全球首個(gè)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(tuán)隊(duì)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(shí)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(gè)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(shí)，可以無損耗地輸電；也可以很方便地產(chǎn)生強(qiáng)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(tuán)隊(duì)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(yàn)證為真，那么該團(tuán)隊(duì)將大大拓寬超導(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。

該研究團(tuán)隊(duì)自己的研究評價(jià)稱，“我們相信，我們的新進(jìn)展將是開啟人類新紀(jì)元的全新歷史事件”。

3小時(shí)內(nèi)連發(fā)兩篇論文

作者：實(shí)驗(yàn)樣品仍有瑕疵

針對全球首個(gè)常壓室溫超導(dǎo)，韓國團(tuán)隊(duì)實(shí)際上連發(fā)了2篇論文。有意思的是2篇論文發(fā)布時(shí)間差不到3小時(shí)，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(shí)51分，廣受關(guān)注的第二篇論文則于7月22日10時(shí)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(tuán)隊(duì)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(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)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(yàn)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?yàn)槭覝爻瑢?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(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)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(yàn)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(yàn)證結(jié)果就可以公布?！?/p>

圖/中科院物理所微信公眾號(hào)

“如果是真的，超導(dǎo)領(lǐng)域?qū)?huì)天翻地覆；如果是假的，這個(gè)悶熱的夏季就又多了一件吃瓜的樂事。”

韓國團(tuán)隊(duì)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(bào)綜合報(bào)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(shí)驗(yàn)

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(jiǎng)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)院教授聞海虎接受采訪的時(shí)候向澎湃科技表示，“真的很熱鬧，但也不奇怪的，因?yàn)檫@個(gè)事情很重要。”“大部分（熱議）人都不是做超導(dǎo)的。”“我們仔細(xì)分析了他們的數(shù)據(jù)，從三個(gè)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(gè)假象?！?/p>

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)院教授聞海虎

對于重復(fù)實(shí)驗(yàn)，聞海虎表示，“其實(shí)我們都不想做，因?yàn)槲覀兣袛嗨幌癯瑢?dǎo)，后來也派了一個(gè)同學(xué)在做著。國際上很多組都在重復(fù)。憑我們的經(jīng)驗(yàn)看，（目前論文公布的數(shù)據(jù)）不足以說明它是超導(dǎo)?！?/p>

是否真的存在一種材料能夠在常溫常壓下進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)？

聞?；⒈硎?，不排除存在?！暗沁@是很遠(yuǎn)大的一個(gè)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?！?/p>

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。“這個(gè)材料很容易（重復(fù)做出來）做到，我估計(jì)兩三天以后，比如下個(gè)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?！?/p>

27日，中國科學(xué)院物理研究所微信公眾號(hào)回復(fù)相關(guān)留言稱，“目前沒有完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)的消息，請以公開發(fā)表的論文為準(zhǔn)?！?/p>

立即能拿諾貝爾獎(jiǎng)的世界首個(gè)室溫常壓超導(dǎo)材料？

7月22日7時(shí)51分，一篇題為《首個(gè)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(shí)后，7月22日10時(shí)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(jī)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(rèn)為更嚴(yán)謹(jǐn)，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(rèn)為是因?yàn)椤皟?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(xì)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(shí)。在此過程中，混合物發(fā)生反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為最終材料?！?/p>

為表明實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠，7月26日凌晨3時(shí)31分，金鉉德上傳了一則視頻，視頻顯示：將一個(gè)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(hào)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(huì)會(huì)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(dòng)力學(xué)研究獲得國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)，因在鐵基超導(dǎo)研究方面的貢獻(xiàn)獲得國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。

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(huì)年會(huì)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，聞海虎帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)就公布重復(fù)實(shí)驗(yàn)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(dòng)。

聞?；⒔淌趫F(tuán)隊(duì)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?；⑾蚺炫瓤萍急硎荆笆稣撐募捌湟曨l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(gè)支撐點(diǎn)，所以它不是‘超導(dǎo)磁懸浮’，要么是一個(gè)鐵磁——有一點(diǎn)鐵磁性的材料構(gòu)成的、一個(gè)假的看起來像磁懸浮的，或者是一個(gè)（含）有一點(diǎn)點(diǎn)抗磁性的材料，但不是‘超導(dǎo)抗磁’的一個(gè)懸浮。因?yàn)樗瑢?dǎo)的磁懸浮完全不一樣。”

“部分懸浮”的LK-99（下）

聞?；⒏嬖V澎湃科技，判斷一個(gè)材料是不是超導(dǎo)材料，要看它能不能進(jìn)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(gè)負(fù)的抗磁信號(hào)，就說是邁斯納態(tài)，因?yàn)橛锌赡苁菧y錯(cuò)了，有可能是這個(gè)材料本身就抗磁?！?/p>

聞海虎解釋說，當(dāng)進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)的時(shí)候，超導(dǎo)材料不允許任何磁場進(jìn)入到體內(nèi)，把磁場全排到體外，這被稱為邁斯納效應(yīng)。因?yàn)樗S持它內(nèi)部電子形成的“有序社會(huì)”的干凈程度，因?yàn)樗碾娮觾蓛膳鋵?，形成了新秩序，很“團(tuán)結(jié)”，不希望磁場來破壞它們的“團(tuán)結(jié)度”。

“但磁懸浮不是邁斯納效應(yīng)。”“如果是僅僅測一個(gè)像韓國論文中說有抗磁，說就是邁斯納態(tài)，未必的。有時(shí)候儀器會(huì)騙你，儀器本身會(huì)造成假象，人如果相信，人就被騙了，就認(rèn)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。