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7月22日,韩国研究团队在预印本网站arXiv上发表论文,声称合成了世界上第一个临界温度为127℃的常温常压超导体。该网站是证明原创性的文件合集上传时的纸张。
超导性就是超导性。 这种现象意味着电流可以零电阻通过材料,并且具有完全的抗磁性。 超导体又称超导材料,是指在特定温度下电阻为零的导体。 它们具有零电阻和完全抗磁性的特点。 广泛应用于储能、磁浮列车、电力传输、核磁共振等领域。
室温超导是在室温下实现的超导现象。 根据凝聚态物理标准,室温是指300K(27)。 日常生活中所说的室温,其范围比较广。 以前的超导材料需要较低的温度才能进入超导状态。
今年3月,纽约罗彻斯特大学物理学家兰加·迪亚斯(Ranga Dias)和他的团队宣布,通过使用一种由氢、氮和镥制成的新材料,他们观察到该材料的超导特性受到了质疑被许多业内人士所认可。
韩国团队发布的上述研究论文引发了广泛讨论,因为其声称的结果比 Ranga Dias 团队声称的结果更进了一步。
该论文的作者是韩国首尔量子能源中心的材料科学家 Lee 和 Ji-Hoon Kim,以及高丽大学的 Young-Wan Kwon。 他们表明,改性铅磷灰石(LK-99,以 Lee 和 Kim 的名字缩写命名)在大气压下可以在 400K (127) 以下表现出超导体的特性。
如果这一结果被证实属实,他们不仅达到了常压条件,而且将临界温度提高到了400K(127),大大拓宽了超导材料的适用温度范围,人类将进入“超导时代”。 交通、量子计算等许多领域预计将迎来根本性变化。
值得一提的是,在这篇论文发表几小时后,由 Lee、Ji-Hoon Kim、Im、An、Keun Ho Auh 和 Hyun-Tak Kim 共同撰写的另一篇同名、内容更详细的论文也被发表发表。 发布在 arXiv 网站上。
据《新科学家》报道,有内部人士在社交平台上表示,部分团队成员对第一篇论文发表并不知情,团队内部存在争议。 有评论称,团队成员争相发表三位作者署名的论文,或者是因为诺贝尔奖最多只能由三个人分享。
两篇论文之后,一段展示迈斯纳效应的 LK-99“悬浮”的视频被发布。 迈斯纳效应是超导体从常态到超导态相变过程中对磁场的排斥现象,这种效应被认为是实现超导的重要特征。
视频一出,引发了更广泛的讨论。 很多科学家对此提出质疑,认为韩国团队的论文和视频存在问题。
据《物理世界》等外媒报道,一位自20世纪70年代以来一直从事超导材料研究的马里兰大学物理学家评论道,虽然迈斯纳效应的视频乍一看令人印象深刻,但超导并不。 唯一能让物体悬浮的东西。
莱斯大学物理学家表示,论文中的一组数据不符合物理原理,“这种相当草率的差异并不能给人信心”。
据《科技日报》援引南京大学超导物理与材料研究中心主任文海虎的观点,韩国团队展示的并不是超导现象,而是超导幻象。
根据他的分析,判断超导性有两个基本点:一是低温下的零电阻状态,二是完全抗磁性,即迈斯纳效应。 韩国研究小组希望证明超导性是电阻磁化和所谓磁悬浮效应的结果。
一方面,通常需要采用四点法来测量零电阻状态。 虽然论文也采用了四点法,但论文中的一张图片显示了四个尖锐的针尖作为电极。 这种方法有时会出现问题。 。 同时,他们的数据没有找到低温下稳定的低噪声零电阻状态,因此电阻不足以解释超导性的存在。
另一方面,韩国研究团队使用一种名为鱿鱼超导量子干涉装置的现代超导量子干涉装置进行测量,测量结果确实是在很宽的温度范围内进行的,甚至高于他们声称的超导温度。 可以发现所谓的抗磁性。 但他们在零场冷却和场冷却两种模式下测量了分岔点,并将所谓的分岔点定义为近似超导温度。
文海虎表示,最简单的证明方法就是看看韩国团队能否为他们声称的超导状态提供科学数据。
“第三个是关于磁悬浮的,韩国研究团队给出了一个视频,但视频中表现出的状态与超导磁悬浮有很大不同。” 据他介绍,超导磁浮是因为磁通钉扎,超导体和磁铁一旦就位,就相当稳定,不需要任何支撑。
韩国研究团队公布的视频片段显示,超导体需要支撑点,物体处于不稳定状态,与超导体真实的磁悬浮状态完全不同。 文海虎介绍,根据数据推测,可能是物质本身具有很弱的抗磁性,与重力达到一定平衡后,形成软磁悬浮状态,实际上并不是超导磁悬浮。
室温超导领域的学术乌龙并不少见。
1987年,一种名为YBCO的化合物被发现是一种高于液氮温度的高温超导体。 随后,研究人员继续寻找室温超导体的踪迹,但最终在仔细观察后发现这些“踪迹”消失了,而被寄予厚望的各种化合物也被证实只是虚幻的“室温超导体”。
今年3月,因温室超导引起学术风波的兰加·迪亚斯此前已撤回论文。 2020年10月,迪亚斯团队在《自然》杂志上发表论文,声称将超导临界温度提高到15。该论文最终因数据处理不合规而在两年后被撤回。
韩国团队真的在室温超导领域取得重大突破吗? 这场争端可能很快就会得到解决。
不少科学家表示,LK-99的制备过程比较简单,最快只需一周左右即可重现韩国团队的研究成果并验证真伪。 目前,已有多个科研团队做出了相关努力。
Hyun-Tak Kim 在接受《新科学家》采访时表示,他支持任何复制其团队研究结果的努力。
英国布里斯托尔的大型超导研究人员奈杰尔在接受《物理世界》采访时表示,如果该结果被证实属实,那当然是一个非常轰动的突破,但就目前而言,这还只是轰动。
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