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7月29日,“室温超导”词条冲上微博热搜榜第10位,再次引发广泛热议。
今年3月,美国科研团队声称发现新材料可以在21摄氏度、1GPa条件下实现超导,但无法被全球其他科研团队重复和证实。 四个多月后,另一支韩国科研团队声称在室温超导领域取得了突破性发现。
与以往发现的超导材料相比,本次发明的材料不需要高压或低温的恶劣环境条件,也不是稀有贵金属。 只要在127℃左右的常压以下(Tc≥400k)表现出超导性,再加上“有视频、有证据”,业界再次惊呼超导研究有望向前迈进一大步。
由于韩国团队给出了其发明的材料的制备方法,而且获取原材料并不困难。 近来,无论是专门研究超导的科研团队,还是科普爱好者,都纷纷开始复制、还原。 目前,许多专家和实验人员已经得出了初步结论。
韩国研究小组宣布发现室温超导体
业内学者存疑
国际标准时间(UTC)7月22日上午,韩国量子能源研究中心(Q-)、高丽大学等团队的研究人员在预印本系统arXiv上提交了题为“第一个室温常压超导体”的最新研究成果“ 结果。 研究表明,通过改进铅磷灰石结构,用铜离子替代铅离子,产生应力,引起显微组织出现轻微的体积收缩,收缩率为0.48%,从而可以在127℃左右加工。 (Tc≥400k)表现出超导性,这种所谓的突破性新材料被命名为LK-99。
研究表明,LK-99的超导性通过超导临界温度Tc、零电阻率、临界电流(Ic)、临界磁场(Hc)和迈斯纳效应得到证明。
超导体对磁场的排斥是迈斯纳效应的一部分,其中超导体放置在传统磁体上时会悬浮。 在研究团队录制的悬浮测试视频中,一块LK-99被放置在磁铁上。 扁平硬币状材料只有一部分完全悬浮在边缘,另一部分似乎与磁铁保持接触。
研究人员解释说,这是因为样本并不完美,这意味着只有其中一些样本具有超导性并表现出迈斯纳效应。
目前,凝聚态物理领域的顶尖物理学家大多对这一发现持谨慎态度。
一位长期深入凝聚态物理实验研究领域的教授告诉上海证券报记者,“从论文的角度来看,材料的结构和解释并不是很可靠。如果超导被证明的话,可以做得更好、更清晰。” 当被问及这项研究采用的合成路线是否特殊时,他表示并不特殊,国内有一些研究团队正在尝试重复。
从事高温超导材料和物理研究的南京大学物理学院教授温海虎告诉上海证券报记者,他们目前的数据不足以解释室温超导。 国际标准时间(UTC)3月15日,距离美国罗切斯特大学教授兰加·迪亚斯在年度学术会议上宣布发现高压室温超导材料并公布数据仅8天。美国物理学会会议。 温海虎团队发表了反复实验的结果,推翻了Dias等人声称的室温超导研究成果。 温海虎团队的论文于5月11日发表在《自然》杂志上。
值得注意的是,这一研究发现实际上与两篇相隔3小时内提交的论文有关。 开头宣称“合成了世界上第一个常温常压超导体”的论文于国际标准时间(UTC)7月22日7点51分提交,第二篇论文于7月22日10点11分提交,两者均尚未经过同行评审。 此前,相关研究也于今年4月发表在《韩国晶体生长与晶体技术杂志》上。
两篇论文的两位作者有重叠。 据澎湃新闻报道,上述第二篇论文的作者之一、美国威廉玛丽学院物理学教授 Hyun-Tak Kim 在接受媒体采访时表示,“有很多第一篇论文中存在缺陷”,并且尚未得到其他人的验证。 经许可,已上传至 arXiv。
繁殖实验正在紧锣密鼓地进行
质疑声不断上升
7月30日上午,社交平台B站上出现了七场室温超导实验或交流直播。 直播间里,网友们热烈讨论自己对室温超导的看法和最新动态。 知乎上,网友们也持续关注室温超导再现的结果。 据最新消息,来自印度的队伍初次复赛失败,目前正在继续复赛。 还有多个其他团队的复兴仍在进行中。
网上有传言称,中科院物理研究所已成功复制韩国室温超导体。 “初步测得的磁化率与文章一致,目前尚未看到悬浮现象。” “超导性还没有重新出现,但保证是廉价的防磁材料。” “磁悬浮可能看不到,因为超导相含量太低,只有百分之几,但有迹象表明,这个问题很快就会得到解决。”
不过,有网友在中科院物理所公众号下留言求证,得到的回复是“尚无相关实验完成的消息,请以已发表的为准”。文件。”
7月30日下午,据媒体报道,上海超导材料与系统工程研究中心主任、超导应用研究专家洪志勇在今天上午召开的东吴电子内部电话会议上表示,超导最近韩国研究团队宣布大概率不是室温超导。
洪志勇表示,从目前的情况来看,他的团队报告的测试方法和方法都不是非常正统的超导材料验证实验。 此前,迪亚斯团队公布的实验条件仅限于10000个大气压,因为呈现的数据过于“完美”,数据真实性受到质疑。 但这次韩国队却相反。 他们报道称,该材料的合成方法非常清晰和简单,但测试方法和数据呈现形式以及数据的严谨性非常粗糙,这更符合一些国际公认的验证超导性能的测试。 方法差异很大。
从目前呈现的数据来看,他们通过合成和掺杂发现,本不应该具有明显电磁特性的铅磷灰石化合物在室温下具有一定的导电性和弱抗磁性,但这种导电性比金属弱。导体,例如铜和银。 这是一个有趣的物理现象,但实验结果还远远不能证明样品是超导体或者样品中含有超导成分。
此前,权威媒体和科普自媒体都曾对韩国室温超导论文发表过看法。
阿贡国家实验室的理论物理学家、伊利诺伊大学的凝聚态物理学家梅森在《科学》杂志上的一篇报告中谈到韩国的室温超导体时说,“他们感觉就像真正的业余爱好者”,“他们对韩国的室温超导体了解不多”。超导性,以及他们提供一些数据的方式,只是值得怀疑的”“你有一块岩石,你最终也应该得到一块岩石”“数据似乎有点草率”“也许这种材料的特性恰到好处用于产生强相互作用的非常规超导体,这可能是这种超导现象的原因。”
复旦大学生命科学学院教授赵斌总结称,韩国科学家的两篇论文缺乏细节,部分数据的呈现方式可疑。 尽管材料的制造过程看似清晰,但数据分析仍然不严谨。
B站科普区知名up主“来自星星的何教授”发布视频并放出“狠话”:“如果韩国的室温超导被证实是真的这到时候,我就吃香香!如果我有生之年科学家证实常温超导体的存在,我就吃香!”
中科院物理所科普了普通人阅读相关论文时可以关注的要素:去预印本平台阅读第一手文献; 不需要看那么长的文字,看图就清楚了; 看看一些基本属性是否经过充分测试; 看看不同磁场下磁化率下降是否展宽,顺便估算一下超导积分; 看看阻力最低点是否达到零; 检查不同属性是否匹配; 寻找原始数据。
室温超导能给我们带来什么?
虽然从最新进展来看,人类想要触摸真正的室温超导可能还需要走一条漫长而曲折的路。 但科学界不会停止对这一领域的探索。 中科院物理所官方账号在评论3月份美国科研团队宣布发现高压室温超导材料的事件时表示:“毕竟还有一个梦想,如果真的实现了怎么办?”
超导体意味着不存在电阻的状态。 没有电阻,就不会有焦耳热,因此超导体可以应用于大规模集成电路,制备超导计算机; 它们可以在没有电流损失的情况下承载大电流,取代现有的高压输电线路,并制造超导电机。
超导体还具有完全抗磁性和约瑟夫森效应两个特点。 磁悬浮列车应用完全抗磁性原理,列车和轨道上配备的超导磁体使列车悬浮在空中。 通过改变轨道上磁场的方向,可以保持火车向前行驶。 利用约瑟夫森效应,可以制造超导量子干涉仪来测量非常微小的磁信号。
未来的终极能量可控核聚变技术也很可能基于超导材料来推进。
1911年,荷兰物理学家Heike Onnes首次在低于液氦温度(4.2K,-268摄氏度)的极纯汞中发现了超导性。 从那时起,超导材料不断发展。 1987年,科学家发现了第一种高温超导材料,其临界温度高于液氮温度(77K,-196摄氏度)。 目前,相关团队和企业开展的产业化工作大多以1987年发现的NbTi(铌钛)、Nb3Sn(铌锡)铌基合金低温超导材料和高温超导材料为基础。时间推移,超导产业化已持续30多年,近两年已取得阶段性成果。 但由于相关带材制备材料、设备和工艺的限制,产业化之路依然艰辛。
在专家看来,室温超导的研究成果如果得到验证,堪称超导研究领域的第三次飞跃。 材料无需处于高压或液氮环境中即可实现超导。 对于科学界来说,这将是一项获得诺贝尔奖的发现,也将是颠覆现有能源体系的结果。
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