超導體的特征之一是邁斯納效應，當超導體放置在磁鐵上方時，它會懸浮起來。圖片來源：《新科學家》網(wǎng)站

在視頻演示中，LK-99圓盤的一個邊緣上升，但另一邊緣似乎與磁鐵保持接觸。圖片來源：LK-99研究團隊金賢德等人

7月22日，一個韓國研究團隊在預印本網(wǎng)站arXiv上提交論文，聲稱合成了世界上第一種在室溫和環(huán)境壓力下完美導電的材料——LK-99。

【資料圖】

一石激起千層浪。來自世界各地的科學家和業(yè)余愛好者爭先恐后地復制這項實驗。時至今日，關(guān)于室溫超導的“子彈”已經(jīng)飛了兩周。網(wǎng)絡熱議余溫猶在，而物理學家敦促人們保持謹慎，各種復制實驗也證實，LK-99在室溫下實際上并不具有超導性。但究竟是什么讓人如此興奮？

室溫超導意義重大

使用室溫超導材料，可消除發(fā)電和輸電造成的能量損失，從而削減成本并減少排放；風能和太陽能可無限期儲存；筆記本電腦、手機、電動汽車的電池壽命可延長；更誘人的是，核聚變這種長期難以捉摸的無碳能源，可能開始在商業(yè)上變得可行，因為室溫超導體可實現(xiàn)更小、成本更低的反應堆設計。

此外，在超導軌道上滑行的懸浮列車可能會變得司空見慣；醫(yī)學成像設備可能會變得更小巧、更便宜、更精確；由于準確性和性能的提高，擁有更多量子位的量子計算機可能會變得更加可行……事實上，幾乎所有依賴電磁過程的技術(shù)都可被改造。

韓實驗證據(jù)尚不足

韓國研究人員提出了LK-99如何表現(xiàn)出室溫超導性的合理理論，但尚未提供明確的實驗證據(jù)。論文中提供的數(shù)據(jù)似乎沒有結(jié)論。

超導體的特征之一是邁斯納效應，當超導體放置在磁鐵上方時，它會懸浮起來。在視頻演示中，LK-99圓盤的一個邊緣上升，但另一邊緣似乎與磁鐵保持接觸。

真正的超導體能表現(xiàn)出完全懸浮和“量子鎖定”，使其相對于磁鐵保持在固定位置。研究人員解釋說，視頻中看到的行為可能是由于樣本的缺陷造成的，這意味著樣本中只有一部分變得超導。

澳大利亞《對話》雜志援引昆士蘭科技大學材料科學高級研究員馬赫布貝·沙巴齊的話稱，現(xiàn)在就說“我們已經(jīng)獲得了室溫超導的令人信服的證據(jù)”還為時過早。

韓國超導與低溫學會為此成立了“LK-99”驗證委員會。8月3日，該協(xié)會得出結(jié)論，LK-99是超導體的證據(jù)尚不足，因為它沒有呈現(xiàn)出邁斯納效應。

復制結(jié)果不盡如人意

據(jù)《自然》雜志報道，7月31日，印度國家物理實驗室和北京航空航天大學的團隊進行了兩項獨立實驗，并在預印本網(wǎng)站上報告合成了LK-99，但均沒有觀察到超導跡象。東南大學研究人員進行的實驗沒有發(fā)現(xiàn)邁斯納效應，但在-163℃下測得LK-99的電阻接近于零，該溫度遠低于室溫，但對于超導體來說卻很高。

科學家質(zhì)疑，無法知道這些團隊正在分析的材料是否與韓國團隊創(chuàng)建的材料相同，同時，也無法獨立驗證他們對LK-99的分析。

8月1日，華中科技大學發(fā)布了一段視頻，展示了LK-99懸浮樣本，迅速在社交媒體上傳開。美國《時代》周刊報道稱，觀察到的懸浮并不一定意味著該材料是超導體。因為有許多材料表現(xiàn)出很強的抗磁性，這很難與完全抗磁性（即邁納斯效應）區(qū)分開來。

8月8日，北京大學量子材料科學中心提交到預印本網(wǎng)站的一篇論文認為，其團隊嘗試合成的LK-99樣品不具超導性。美國馬里蘭大學凝聚態(tài)理論中心也在社交媒體表態(tài)，“我們現(xiàn)在相信游戲已經(jīng)結(jié)束了。LK-99不是超導體，即使在室溫（或非常低的溫度）下也是如此。它是一種電阻非常高的劣質(zhì)材料”。

德國柏林洪堡大學凝聚態(tài)物理學教授何塞·馬里亞·皮薩羅表示，種種計算表明，模擬的LK-99具有一些令人驚訝且有前景的電子特性，但仍然缺乏更明確證明超導性的計算。

理論學家也加入了爭論。7月31日，美國勞倫斯伯克利國家實驗室的西妮德·格里芬發(fā)文表示，其使用了密度泛函理論計算發(fā)現(xiàn)LK-99存在平坦能帶，說明LK99在理論層面可能具有超導性。這引發(fā)了一波公眾的樂觀情緒。然而，格里芬馬上又在社交媒體自我反駁道：“我的文章沒有證明也沒有提供超導性的證據(jù)?！?/p>

新研究仍可能帶來進步

美國加州大學戴維斯分校的凝聚態(tài)實驗專家因娜·維希克指出，基本上每年都會有關(guān)于發(fā)現(xiàn)新“不明超導體”的實驗出現(xiàn)，超導技術(shù)的進步經(jīng)常因其對計算機芯片和磁懸浮列車等技術(shù)的潛在影響而受到追捧，但這種興奮可能是不必要的。從歷史上看，超導的進步給基礎(chǔ)科學帶來了巨大的好處，但在日常應用方面卻很少。維?？苏f，不能保證室溫超導體會有實際用途。

但這并不能阻擋科學家追求室溫超導材料的步伐。迄今發(fā)現(xiàn)并確認的每一種超導體都只能在超低溫和超高壓的極端條件下工作，這使得它們在大多數(shù)應用中都不切實際。如果找到一種能在更自然的環(huán)境中工作的超導體，就能改變用電技術(shù)，使電網(wǎng)更環(huán)保，使核聚變更經(jīng)濟可行，也難怪一個在室溫、常壓下的小小懸浮物會引起廣泛關(guān)注。

《新科學家》刊文表示，在超導體的發(fā)展史上，經(jīng)不起進一步推敲的研究比比皆是，因此持懷疑態(tài)度也是合理的。隨著全球研究人員爭先恐后地試圖復制這些實驗，這股熱潮可能正是尋找真正的新型超導體所需要的。（記者 張佳欣）

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