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LK-99迷霧漸開:室溫超導,未完待續(xù)

“LK-99不是超導體。”8月16日,自然雜志官方網站發(fā)表了一篇新聞稿件,標題是如此的直接。

隨著復現(xiàn)研究報告陸續(xù)出現(xiàn),圍繞LK-99的重重迷霧漸漸散開。在滿懷期待地等候近一個月以后,人們或許不得不接受這樣的現(xiàn)實:尋找室溫超導體的科學探索,未完待續(xù)。

期待值拉滿


【資料圖】

LK-99是“悄悄”發(fā)布的。7月25日,電子科技大學物理學院教授、凝聚態(tài)物理研究所所長喬梁收到學生轉發(fā)的一篇論文,名為《第一種室溫常壓超導體》。“喬老師,標題有點嚇人。”這位專門負責“刷新”的學生留言說。此時,距離文章上傳至預印本網站arXiv,已過去3天。

在這篇論文的開頭,來自韓國的研究團隊宣稱,他們成功合成了能在常壓下工作的室溫超導體LK-99,并特別強調“這是世界上的第一次”。

這樣的研究成果,無異于“平地驚雷”。“如若室溫常壓超導真正地被發(fā)現(xiàn),意義不亞于新的一場材料革命,人類的歷史都將因此改寫。”四川大學電氣工程學院副教授朱英偉直言。

在臨界溫度以下,超導材料具有零電阻和完全排斥磁場的特性,幾乎在所有電氣領域都有應用前景。已經問世的超導磁懸浮列車、核磁共振,正在嘗試的磁約束可控核聚變,以及設想中的超導量子計算機等,都要用到超導材料。

“目前的超導線材造價昂貴,且需要工作在液氮甚至液氦的低溫環(huán)境,應用還不普及。”朱英偉說,如果真的有室溫常壓超導體,每一個人的生活都將因此改變。

研究團隊給出了合成路徑:一氧化鉛和硫酸鉛粉末混合,燒制黃鉛礦;銅和磷粉末混合,燒制磷化亞銅;最后將黃鉛礦與磷化亞銅研磨混合,燒制成銅摻雜的鉛磷灰石,即LK-99。

一種原料便宜、制備簡單的室溫常壓超導體——LK-99很快拉滿了人們的期待值。

質疑聲不斷

看完論文,喬梁的感覺是“不太專業(yè)”。“開頭就說世上首次如何如何,論文一般不會這么寫。”喬梁說,其中的數據和結論也不夠嚴謹。再看看論文的作者,第一和第二作者來自一家公司,沒有教職,這讓不少人質疑其背景。

南京大學物理學院教授聞海虎也表示,論文沒有給出足夠的證據,證明LK-99是超導材料。

盡管如此,國內外多個團隊很快開始跟進復現(xiàn)研究。

初步研究出人意料。7月31日,美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員發(fā)表論文,稱模擬計算結果在理論上支持LK-99具有超導性。8月1日,華中科技大學研究團隊制備出LK-99樣品,出現(xiàn)“半懸浮”現(xiàn)象。8月2日,東南大學研究團隊宣布,對制備出的LK-99樣品進行電阻測試,在大約零下163攝氏度的低溫環(huán)境下測得“近似零電阻”。

此后幾天,質疑的聲音又大了起來。8月6日,北京大學量子材料科學中心的科研人員表示,制備的樣品有軟鐵磁成分,可以解釋“半懸浮”現(xiàn)象。8月8日,中國科學院物理研究所的復現(xiàn)研究顯示,LK-99樣品中存在硫化亞銅雜質,而硫化亞銅會發(fā)生電阻跳變,但不能達到零電阻,不具有超導性,正是這個“假象”可能讓LK-99的研發(fā)人員產生了誤判。8月9日,普林斯頓大學等機構聯(lián)合發(fā)布的論文稱,LK-99更有可能是磁體,而不是室溫常壓超導體。

在喬梁看來,國內外高質量的復現(xiàn)研究成果已經陸續(xù)涌現(xiàn),真相已無限逼近,“很快就會‘破案’了”。

可能性仍在

8月16日,自然雜志官網發(fā)布文章《LK-99不是超導體》,讓LK-99的置信度迎來新低。不過,北京科技大學研究團隊近日又發(fā)布論文稱,以類似“上帝視角”的材料統(tǒng)計規(guī)律來看,LK-99可能具有室溫超導性。

“可能性仍在。”喬梁認為,不排除后續(xù)復現(xiàn)研究,或者針對韓國團隊LK-99樣品的交叉研究,能夠給出證實的結論,但這樣的可能性已經比較小了。

對于這樣的結果,喬梁并不意外,也并未灰心。“科學研究就是不斷試錯,材料科學更是如此。”喬梁告訴記者,即便LK-99 最終確認不是室溫超導體,它也是“非常有意思”的材料,擁有許多奇怪的特性,比如特別復雜的磁性,而人們也會繼續(xù)探索其他室溫超導體。

對于LK-99,喬梁表示仍會嘗試復現(xiàn)研究。“這個材料很有意思,這個過程也很有意義。”喬梁說,在對LK-99的深入研究中,人們一定可以獲取新的知識,得到新的啟發(fā)。(四川日報全媒體記者 吳憂)

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