超导体
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超导体

7月下旬,韩国物理学家将两篇论文上传到arXiv预印本网站上。研究人员声称,他们已经生产出了第一个室温超导体,该超导体具有掺有铜的“改性铅磷灰石结构”,并被称为“LK-99”。该团队提供的部分“证据”是一段视频,视频显示该化合物悬浮在磁铁上,这是超导材料的一个关键特性。

这两篇论文在超导领域中引起了极大的轰动,因为合成LK-99的原料非常便宜,制造起来也不难。如果被验证确实具有室温超导效应,将具有划时代的意义。目前还需要更多的数据和重复实验来验证论文的真实性。

超导体是如何工作的

超导体是如何工作的

超导体对于工业生产有着重大意义,尤其是室温超导。我们用来导电的现代材料,例如铜线,效率其实很低。当电子在铜质电线上流动产生电流时,会产生热量并导致能量损失。但是,如果电线是由超导材料制成的,在电流传输过程中就不会产生热量,从而保证电能传输过程中几乎没有能量损失。

铜制电线通电会发热
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铜制电线通电会发热

超导材料其实已经存在并且有着小范围的应用,例如,在核磁共振的机器中就有超导材料。然而,核磁共振机器中的超导材料利用液氦将温度降低至零下237摄氏度才能正常工作。

核磁共振MRI机器中使用了超导体
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核磁共振MRI机器中使用了超导体

韩国团队提出的LK-99这样的室温超导体将不需要液氦降温也能使用,显著降低超导的成本。因为氦气只在少数几个国家生产,供应问题导致液氦价格一直很高。

对LK-99结果的怀疑

对LK-99结果的怀疑

不少超导方面的专家一直对LK-99的原始实验持怀疑态度,并指出:“在提供更令人信服的实验数据之前,不应该夸大结果”。在接受《Science》杂志采访时,阿贡国家实验室的物理学家迈克尔·诺曼直言不讳。他说,韩国“表现得像个真正的业余选手”。

LK-99在社交媒体上也有极高的流量,在国外社媒Twitter的网站上已经流行了好几天。许多人注意到大量账户迅速从促进人工智能投资转变为突然支持超导体股票。美国超导公司的股票自7月27日以来已经翻了一番。

LK-99材料的部分悬浮
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LK-99材料的部分悬浮

对LK-99的怀疑是有理由的。多年来,许多团队声称发现了室温超导体,这些说法大多经不起科学审查。2020年,纽约罗切斯特大学物理学家兰加·迪亚斯领导的团队在著名的《Nature》杂志上发表了室温超导体的论文。由于论文中数据的处理和分析方式存在问题,该文章于2022年9月被撤回。

LK-99的下一步是什么

LK-99的下一步是什么

世界各地的科研人员仍处于复制LK-99实验的早期阶段,但情况看起来并不好。两个独立的科研团队已经在arXiv上发布的两项研究未能成功复制韩国的研究。中国研究人员在非常微小的样品中发现了这种材料的部分超导行为,但未能完全验证。

目前看来,LK-99的超导性质研究并不乐观,但它本身是一种有趣的材料,为科研人员提供了一种新的研究超导材料的策略,这种策略一直被科研界忽略。或许以此为契机,室温超导体真的离我们不远了。

超导体可以在磁场中悬浮
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超导体可以在磁场中悬浮

即使LK-99被证明是一种可靠的超导材料,将科学转化为技术可能是一个更慢的过程。可靠地生产这种材料可能需要多年时间。