室溫超導(dǎo)，為何讓全球科學(xué)家瘋狂“燒爐煉丹”？

中新網(wǎng) 8 月 5 日電 ( 記者 吳濤 張鈺惠 實(shí)習(xí)生 胡凝瑾 ) 近日，有科學(xué)家團(tuán)隊表示，他們發(fā)現(xiàn)了全球首個室溫超導(dǎo)材料 LK-99。一時間全球科學(xué)界沸騰。

(資料圖)

室溫超導(dǎo)到底是什么，真的實(shí)現(xiàn)了嗎？將給我們帶來哪些影響？或許新的 " 工業(yè)革命 " 要就從此開啟。

什么是室溫超導(dǎo)，材料獲取堪比 " 煉丹 "？

超導(dǎo)，是指某些材料電阻突然消失，電流通過時完全沒有電阻的現(xiàn)象。目前發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料在極特殊的環(huán)境下才展現(xiàn)出超導(dǎo)特性，比如高壓、高溫或者低溫，僅維持該環(huán)境成本就非常高，所以這次 LK-99 的室溫常壓超導(dǎo)性才會如此引發(fā)熱議。

事情起源于 7 月 22 日，韓國量子能源研究中心公司相關(guān)研究團(tuán)隊通過兩篇論文及視頻方式，宣布在常壓條件下，一種改性的鉛磷灰石晶體 ( LK-99 ) 能夠在 400K ( 127 ℃ ) 以下表現(xiàn)為超導(dǎo)體。

一時間全球開始復(fù)現(xiàn)上述試驗，因為該材料的合成需要長時間加熱等，這個過程被不少網(wǎng)友調(diào)侃為 " 燒爐煉丹 "。以中國為例，根據(jù)公開信息的不完全統(tǒng)計，北京航空航天大學(xué)、曲阜師范大學(xué)、華中科技大學(xué)等團(tuán)隊進(jìn)行了復(fù)現(xiàn)實(shí)驗。

華中科技大學(xué)團(tuán)隊在 B 站上上傳的視頻顯示，該 " 超導(dǎo)材料 " 比牙簽還細(xì)小，堪比針尖，實(shí)驗結(jié)果要靠顯微鏡觀察，無論是磁鐵的 N 級還是 S 級，該材料都對此呈現(xiàn)出斥性。該視頻一度成為 B 站排行榜最高第 1 名的視頻。

上述視頻介紹，華中科技大學(xué)材料學(xué)院博士后武浩、博士生楊麗，在常海欣教授的指導(dǎo)下，成功首次驗證合成了可以磁懸浮的 LK-99 晶體，該晶體懸浮的角度比 Sukbae Lee ( 韓國科學(xué)家 ) 等人獲得的樣品磁懸浮角度更大，有望實(shí)現(xiàn)真正意義的無接觸超導(dǎo)磁懸浮。

但有意思的是，超導(dǎo)材料 " 煉制 " 的結(jié)果好像隨機(jī)性很大。

例如，北京航空航天大學(xué)的研究團(tuán)隊表示，成功制備了 LK-99 材料，沒有觀察到磁懸浮現(xiàn)象和零電阻現(xiàn)象。東南大學(xué)孫悅團(tuán)隊 6 片樣品中的 1 片樣品觀察到 110K 電阻降低，但沒有測量到完全抗磁性，實(shí)驗者推測樣品中超導(dǎo)組分很低。

有沒有可能實(shí)現(xiàn)，難點(diǎn)在哪？

常溫超導(dǎo)到底有沒有可能實(shí)現(xiàn)，難在哪？為何引無數(shù)科學(xué)家 " 競折腰 "。

8 月 2 日，韓國超導(dǎo)學(xué)會宣布成立 "LK-99 驗證委員會 "，檢驗該成果的真實(shí)性。截至目前，學(xué)會根據(jù)兩篇論文中提供的數(shù)據(jù)和已發(fā)布的視頻，宣布 LK-99 不能被稱為室溫超導(dǎo)體。

北京大學(xué)物理學(xué)院教授肖池階接受中新網(wǎng)采訪時稱，室溫常壓超導(dǎo)是物理學(xué)領(lǐng)域的圣杯，人類夢想之一，" 在沒違背物理學(xué)基本原理、沒被確定證偽之前，需要大家?guī)е鴫粝肴ヌ剿?，一切皆有可能? 據(jù)介紹，肖池階的研究領(lǐng)域為磁約束熱核聚變。

北京龍訊曠騰科技有限公司高級研究員周諧宇對中新網(wǎng)表示，室溫超導(dǎo)在短期之內(nèi)仍然是一座難以翻越的大山。最近大火的韓國室溫超導(dǎo)材料 LK-99 目前并沒有同時測出超導(dǎo)體兩大特征，即零電阻和完全抗磁性的重復(fù)實(shí)驗。

近日，" 中科院物理所 " 公眾號發(fā)文稱，確實(shí)不好判斷，不過真假并不難驗證，按韓國作者的說法，最快三天就能制備出一批樣品。

如上所述，目前公開的復(fù)刻的 LK-99 材料，有部分檢測到抗磁性，但沒有檢測到室溫常壓下電阻為 0 的現(xiàn)象。

有媒體援引中國科學(xué)院高能物理研究所研究員徐慶金的話稱，公眾對室溫超導(dǎo)高度關(guān)注，說明了大家對于科學(xué)話題的熱情，這是令人高興的地方。但有些自媒體過于 " 標(biāo)題黨 "，夸大其詞，嚴(yán)重誤導(dǎo)了大家，室溫超導(dǎo)是非常美好的，但實(shí)現(xiàn)也是艱難的。

一旦突破，將帶來哪些應(yīng)用？

雖然室溫超導(dǎo)實(shí)現(xiàn)之路艱難，可一旦實(shí)現(xiàn)將給我們帶來哪些影響呢？

肖池階表示，很難全部列出，但常壓室溫超導(dǎo)技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用以后，將大力促進(jìn)磁約束熱核聚變能源的工程可行性和經(jīng)濟(jì)可行性，而聚變能源利用將對人類文明產(chǎn)生重要影響，因此常壓室溫超導(dǎo)的重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。

中國移動首席科學(xué)家馮俊蘭近日表示，室溫超導(dǎo)如果實(shí)現(xiàn)，量子計算將有質(zhì)的飛躍，進(jìn)一步推動大模型的發(fā)展。

行業(yè)普遍認(rèn)為，若室溫超導(dǎo)實(shí)現(xiàn)，將對磁懸浮列車、無損輸電、量子計算機(jī)、受控核聚變、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域帶來質(zhì)的改變。

例如，受控核聚變需要極強(qiáng)的磁場將核聚變約束在一個小空間，而超導(dǎo)磁體能產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，室溫超導(dǎo)體則進(jìn)一步降低了能耗。

另外，室溫超導(dǎo)完全的抗磁性，減少磁懸浮設(shè)備制冷的需求，使超導(dǎo)磁懸浮列車更容易實(shí)現(xiàn)。" 磁懸浮列車普及后，以后通勤上班更效率了。" 有網(wǎng)友稱。 ( 完 )