最近两周,不论懂不懂物理的人们都会在不同的交际渠道和新闻上看到“室温超导”四个字,支撑和对立该研讨成果的两派人马相同也吵得没法解开。
1908 年,荷兰物理学家海克卡末林昂尼斯(Heike Kamerlingh Onnes)裁决长时间尽力,总算完成了液氦的制备,给极低温度的物理试验供给了一把利器。[1]
超导体,字面上可理解成“超级导体”(superconductor),指在某一温度下,电阻为零的导体。
在 1911 年,昂尼斯用液氦把汞冷却至 4.2 开尔文(K)时发现汞的电阻彻底消失了,随后又在极低温下发现其他金属也变成超导体,他因而获得了 1913 年的诺贝尔物理学奖。
迈斯纳效应,指的是超导体在磁场中会激烈排挤外磁场,呈现彻底抗磁性,即内部发生与外磁场彻底抵消的磁场,导致体内磁感应强度为零。
这种抗磁性在许多超导体中沉痛被外磁场部分损坏,但进入体内的磁通线会被超导电子牢牢锁住。所以超导体对外磁场既有很强的排挤力,又有很强的吸引力。
这种特别的彼此作用力沉痛战胜重力效应,使得超导体既沉痛浮在磁铁上方,又能安稳悬挂在磁铁下方,完成极端安稳的磁悬浮。
注2:外界磁场强度相同会影响超导资料是不是处于超导态,此处指能让资料坚持零电阻超导态的磁场强度规模。
试想超导体若能完成大规模遍及,咱们正常的日子将会有天翻地覆的改变。但现在的超导环境对人类生计来说多少有些过于苛刻了,因而很多的科学家们将很多精力投入到了开发常温超导资猜中。
下图扼要总结了当时的超导发展史,咱们也用文字的方式为咱们解读这张图究竟:[2]
在 1911 年至 1932 年期间,人们连续发现了铅、锡、铌和其他金属在低温下也具有超导态,其间铌的超导临界温度最高,到达 9.2K。
在此基础上制备了一系列合金和金属氮化物,如铌锗合金(Nb3Ge),临界温度到达了 23.2K。
1980 年前,人们制备的超导体无法在 40K 以上的温度坚持超导性质。
1986 年约翰内斯贝德诺尔茨(Johannes Bednorz)和卡尔米勒(Karl Muller)发现了镧钡铜氧系资料(La-Ba-Cu-O),临界温度可达 35K,揭开了超导资料探究的新篇(图中中心区域绿字部分),两位科学家也于 1987 年被颁发诺贝尔物理学奖。
1987年,我国物理学家赵忠贤和华人物理学家朱经武发现了钇钡铜氧系资料(Y-Ba-Cu-O),将超导温度提升至 90K 以上,进入液氮的温度规模。
后续科学家又发现了如铋锶钙铜氧系资料(Bi-Sr-Ca-Cu-O)、铊钡钙铜氧系资料(Tl-Ba-Ca-Cu-O)、汞钡钙铜氧系资料(Hg-Ba-Ca-Cu-O)等,将超导临界温度一点点提升至 130K 邻近。其间,汞钡钙铜氧系资料(Hg-Ba-Ca-Cu-O)的气压和温度能到达常压 134K。
21 世纪后,2001 年日本 Akimitsu 团队发现了 MgB2 资料,临界温度为 39K,为二元金属化合物中最高。由于临界温度在液氢规模内,且质料来历丰厚,现在国内外不少公司已将其投入实践出产。
2008 年,日本 Hosono 团队初次发现铁基超导资料,敞开了超导范畴研讨的“铁器年代”(图中右下角黄字部分)。
如使用金刚石对顶砧加压,的确有论文研讨完成了常温超导,相同由于环境过于苛刻现在只存在理论价值(图中右上角红字部分)。
闻名科学期刊《天然》刊登了兰加迪亚斯(Ranga Dias)的一篇论文,该论文宣称一种由碳、氢和硫元素构成的新资料能轻松完成室温超导(15℃,267GPa,约为 267 万个大气压),但后续由于很多质疑而被撤稿。[3]
这位迪亚斯又带来了更为严重的效果,相同又是室温超导,又是在《天然》上,这一回是氮-氢-镥资料,这次的条件是临界温度 21℃ 和 1GPa,后相同因无法重复而备受质疑。[4]
韩国团队在预印本网站 arXiv 渠道上粘贴两篇论文,宣称发现常压室温超导资料 LK-99,在常压下其临界温度可超越 400K(126.85℃),引发了新一轮对常温超导的疯狂追捧和夸姣想象。
不只超导资料的成果十分诱人,其制备进程也极为简略,绝大多数试验室条件均可制备,这也引发了国内外同行和相关爱好者的成果复现热潮并在交际渠道上直播或连载自己的试验发展。[5~6]
论文作者之一的权英完(Young-Wan Kwon)于韩国首尔的世界研讨会上宣告了本次室温超导研讨效果,但现场没有展现样品。[7]
南京大学闻海虎教授向彭湃科技标明:“凭咱们的经验看,(现在论文发布的数据)不足以阐明它是超导。” 值得一提的是,这位教授之前刚用数据实证辩驳了迪亚斯的室温超导论文。[8]
财联社报导,超导应用研讨专家、上海市超导资料及系统工程研讨中心主任洪智勇标明,凭咱们的经验看,(现在论文发布的数据)不足以阐明它是超导。[9]
北航研讨人员在 arXiv 上提交论文,标明所制备的样品与韩国团队共同,但无法检测到巨大抗磁性和磁悬浮现象,也不存在零电阻状况。[10]
另一篇北航和中科院沈阳资料科学国家试验室的协作文章从理论剖析了该资料完成超导的可能性。
同一天,美国劳伦斯伯克利国家试验室(LBNL)的理论研讨论文显现,对 LK-99 进行密度泛函理论方案,标明该资料存在一种特别结构具有完成超导的潜力。[11~12]
bilibili 用户“关山口男人技师”上传了相关视频。视频中标明,华中科技大学资料学院博士后武浩和博士生杨丽,在常海欣教授的指导下,成功制备了 LK-99 样品,并初次成功复现该样品的抗磁性特征,
视频中样品悬浮的视点比原作者论文中的样品更大。但现在只验证了迈斯纳效应,样品过小难以完成零电阻测定。[13]
知乎用户“半导体与物理”更新了发展并上传了视频,相同标明具有论文中显现的抗磁性。[14]
俄罗斯科学家艾里斯亚历珊德拉(Iris Alexandra)成功制备出了具有常温抗磁性的 LK-99 晶体,而常温抗磁性正是超导晶体的标志之一,其成果在推特上发布。
[15]跟着复现成果的呈现,国内外超导相关概念股暴升。上海《榜首财经》报导,美股超导概念股 8 月 1 日盘前暴升,盘前一度上涨近 150%,之后涨幅有所回落。
很多概念股纷繁跟涨,国缆检测 20% 涨停,精达股份、中孚实业、创新新材、百利电气等多只个股涨停。[16]
bilibili 用户“科学调查局”,东南大学物理学院教授孙悦上传了视频,在成功制备样品后,在温度为 110K 以下时调查到了“零电阻”现象,尽管满意了超导要求但温度相差甚远,自己也声明该丈量存在仪器精度的影响。[17]
曲阜师范大学教授刘晓兵标明,测验成果发现 LK-99 在常温到 50K 规模内仍存在大的电阻值,测验进程中并没再次呈现电阻大幅度骤降或许零电阻,与“室温超导”所被等待的零电阻特性相差甚远。[18]
韩联社报导,韩国低温超导学会组成的专家验证委员会称,LK-99 不是常温超导体。[19]
财经信息方面,当天超导概念早盘大幅低开,中孚实业、精达股份、创新新材、金徽股份竞价跌停。
到 8 月 3 日收盘,曾在前一天涨停的中孚实业、法尔胜、百利电气三只个股中,中孚实业、法尔胜均收成跌停,百利电气则微涨 0.42%,不少公司揭露称本身事务与超导资料无关。
美国威廉玛丽大学教授金铉卓(HuynTak Kim,原论文作者之一)向《》记者供给了第二段展现 LK-99 悬浮性的视频。悬浮形状与之前论文中相似,但相同未提及其他数据测定。[20]
年代周报的一篇文章称:“在论文预印本网站 arXiv 上查找 7 月 22 日之后发布与 LK-99 相关论文的作者和团队,有记者致电了包含上述 3 个团队在内的国内 9 个参加理论推演和试验验证的团队,均未得到电话和邮件回复,或被婉拒了采访恳求。[22]
抖音博主“炼丹师阿翔”发布一段视频,不只标明沉痛复现 LK-99 的抗磁性,还沉痛做到彻底悬浮,但视频中提及加入了一些其他化合物,现在该成果真伪和作者线]
观念一:该资料存在优异的抗磁性,或许是弱的铁磁性,但跟完成室温超导都没有联系。
观念二:该资料的确具有室温超导特性,但方针产品在终究产品中占比十分低,且散布不均匀,导致其无法彻底悬浮并测定出零电阻现象。
观念三:该资料或许不是人们心中完美的室温超导资料,但好像超导资料前史中的敲门人相同,为后续研讨供给了杰出的参考价值。
[18] “室温超导”概念股“退烧” 科学界复现试验“遇阻”韩国法尔胜超导体超导资料_网易订阅
[21] 视频丨中国科学院牟刚:LK-99未得到充分证明 室温常压超导仍处于概念阶段 - 21财经)