好家夥,室溫超導領域又來新突破了?
這次甚至連高壓都不需要了,"常壓" 即可實現超導。
就在這兩天,一篇名爲 "首個室溫常壓超導體" 的論文出現在了 arXiv 上,馬上引發巨大讨論。
這篇論文表示,通過改良一種鉛 - 磷灰石結構,用銅離子取代鉛離子,産生應力,在微結構中引發畸變,從而可以在127 ℃以下表現出超導性。
要知道,,都還需要加壓到 1 萬個标準大氣壓,且臨界溫度遠低于 127 ℃,爲 21 ℃。
而且這次最新成果," 有圖有證據 "。
一方面論文裏給出了材料的具體原子結構;
另一方面,作者已經上傳了一段視頻材料,視頻中一塊材料被放在磁鐵上後,保持懸浮狀态。這是物體轉變爲超導體的特征之一,即邁斯納效應。
而這些都是之前迪亞斯研究中所沒有的。
所以不出意料,這篇最新出現的論文,馬上引起巨大讨論。
不少人感慨,這結果好得仿佛是假的一樣……
有人覺得,這次連視頻都有了(除非是大型詐騙),應該真的是個大突破吧。
所以……這篇論文到底講了啥?
給出了原子結構和視頻論證
論文開頭第一句就寫道:
我們合成了世界上首個室溫常壓超導體,臨界溫度爲 127 ℃。
For the first time in the world, we succeeded in synthesizing the room-temperature superconductor ( Tc ≥ 400 K, 127 ℃ ) working at ambient pressure with a modified lead-apatite ( LK-99 ) structure.
要知道,所謂高溫超導," 高溫 " 隻是相對于絕對零度來說。
此前 21 ℃實現室溫超導已經讓物理學界炸裂了,如今 127 ℃的臨界值則把超導實現範圍變更大了。
這個帶來新突破的材料,被研究人員命名爲 "LK-99"。
論文一共 22 頁,主要講了該材料的結構、超導原理,并用實驗進行論證。
論文展示了 LK-99 長啥樣以及分子結構。
研究人員通過收縮材料的内部結構來實現超導,用更小的銅離子替代了鉛離子,收縮比爲 0.48%。
Cu2+ 取代引起的應力傳遞到圓柱體列的鉛,導緻界面發生扭曲,形成超導量子阱。
超導量子阱(Superconducting Quantum Well,簡稱 SQW)是一種人工制備的薄膜納米結構,它利用量子約束效應産生量子化的能級,從而提高超導轉變溫度。
然後通過熱容實驗,研究人員驗證了 LK-99 具備室溫常壓超導能力。
具體來看,他們在 389K(約 125 ℃)下進行試驗,出現了電壓等于 0 的情況,由此認爲在這一條件下電阻等于 0.
作者還測試了樣品的零電阻效應、臨界電流和磁場的變化關系等,來論證 LK-99 具有超導性。
此外,他們還展示了 LK-99 樣品在不同溫度下的電子順磁共振 ( EPR ) 譜結果。
結果顯示,在全溫度範圍内都出現類似回旋共振(cyclotron resonance)的信号,這是二維電子氣體量子阱的特征信号。
作者認爲,全溫度範圍内出現信号,意味着量子阱能穩定存在。
而這就是 LK-99 具有超導的關鍵所在。
而且他們認爲熱容結果顯示,LK-99 不遵循簡單的德拜模型,出現熱容異常,也能從微觀上論證該材料有超導性。
不僅如此,作者還專門上傳了一段視頻到網絡上,拍攝下了材料在磁鐵上懸浮的情況。
但這似乎也還不能完全打消圍觀群衆們的疑慮……
網友們想信又不敢信
由于之前室溫超導領域的鬧劇太多,這回網友們的看法都比較謹慎。
很多人評論都加上了前提如果是真的(If true)……
而對于這次新成果,不同的網友也有不同的看法。
有人覺得這個試驗确實打開了新思路,雖然還沒帶來實際應用,但也不能忽視研究的創新性:
直到 2020 年左右才發現室溫超導,現在已經可以肯定這條路走得通!
但有人也覺得應用比較有限,這位網友就直接表示:
250 毫安最大可通過電流還比較有限,遠未達到實用化的大電流規模。
要知道,能制造出強大的磁體材料或者可行的電力線路,才是室溫超導領域真正意義上劃時代的成就。
除了正反兩派,也有不少網友整體抱持一種謹慎态度,質疑這會不會又有什麽貓膩。
由于這個領域之前烏龍太多,這位已經 ptsd 的老哥就直接表示:又來??
還有不少網友認爲,對于這類研究,最好還是等複現後再說吧。
(網友 OS:被騙太多次了)
不過也有人說研究的一位作者論文發了很多文章,而且有高引。
這篇論文的研究團隊全部來自韓國,且都與韓國量子能源研究中心(Quantum Energy Research Center)有聯系。
其中,論文作者 Young-Wan Kwon 是高麗大學教授,主要研究領域包括凝聚态物理、先進材料等。
他在 Google Scholar 上,有多篇被引用超過 100 次的論文。
論文第一作者 Sukbae Lee,是量子能源研究中心的 CEO 兼研究員,長期從事物理研究,尤其是高溫超導方面。不過因爲發表的論文以韓文居多,因此引用量相對較少。
Ji-Hoon Kim 是量子能源研究中心的研究員,主要作爲樣品合成工作的對應作者,通過反應機理研究獲得了 LK-99 樣品。
這篇論文在業界引起很大關注,但具體效果是不是和論文叙述的一樣,暫且還要等上那麽一會兒。
等待之餘,此前狂被撤稿的 Dias 老哥這邊又有新瓜可吃了。
One More Thing
最新消息,之前室溫超導風波的主人公蘭加 · 迪亞斯(Ranga Dias)又一篇論文将被撤稿,有證據表示論文中存在造假行爲。
據 Nature 消息,迪亞斯發表在物理評論快報(Physical Review Letters,簡稱 PRL)上的論文,因被發現數據明顯捏造,将被撤回。
"PRL" 隸屬于美國物理學會,主要發表原創性強、極爲重要的物理研究成果,被稱爲物理領域的标尺。
不過雖然有論文又被撤稿,迪亞斯倒是不慌繼續搞事。
據 Science 報道,迪亞斯最近已經爲一項新的室溫超導材料申請專利。
不同于今年三月他發表的近常壓(約 1 萬個大氣壓)室溫超導材料,這次他在專利申請中宣稱已發現常壓環境下的室溫超導。并在專利申請書中宣稱:
是完全意義上的室溫常壓超導。
頗爲詭異的是,這項國際專利申請于 2022 年 7 月就已提交,今年 4 月才對外公開。
目前,該專利申請目前尚未裁決,專利審查通常需要大約 2 年時間才能完成。
論文地址:
https://arxiv.org/abs/2307.12008
作者上傳視頻:
https://sciencecast.org/casts/suc384jly50n
參考鏈接:
[ 1 ] https://news.ycombinator.com/item?id=36864624
[ 2 ] https://www.reddit.com/r/singularity/comments/159jpz6/the_first_roomtemperature_ambientpressure/
[ 3 ] https://www.nature.com/articles/d41586-023-02401-2
[ 4 ] https://www.science.org/content/article/embattled-physicist-files-patent-unprecedented-ambient-superconductor